Market opportunities for local renewable heating systems in the built environment
DATE June 2011 W.M. VAN MEURS 11956903/
[email protected] TU DELFT/ Faculty of Technology, Policy and Management/ Section Energy and Industry/ MSc Systems Engineering, Policy Analysis and Management/ SPM5910 NUON/ Department of Public and Regulatory Affairs and Sustainability GRADUATION COMMITTEE Professor Prof. dr. ir. M.P.C. Weijnen st 1 supervisor Dr. ir. Z. Lukszo nd 2 supervisor Dr. T.W. Fens External supervisor Ing. J. Frijhoff MSc (NUON)
II
Preface This master thesis is the result of eight months of work. It represents the finalization of my master studies Systems Engineering Policy Analysis and Management at Delft University of Technology. The research has been carried out in the section Energy and Industry of the faculty Technology, Policy and Management and the Public and Regulatory Affairs and Sustainability department of utility company N.V. Nuon Energy. Since my interest goes out to energy-related topics, and especially renewable energy, I really enjoyed the subject of my research: the potential of renewable energy in the built environment. Furthermore, it was a very nice and educational experience to get an insight look into a large energy company like Nuon. The process towards this master thesis was very pleasant, but at times also very difficult. I am proud of the final result, but I know I could have never done this by myself. For this reason I would like to thank all people that contributed to the fulfillment of this project. First of all, I would like to thank the advice and support of my graduation committee. Zofia Lukszo, as my first supervisor, was of very much help in setting up the structure of my research. She provided me with valuable advice and moral support at difficult times in the process. I really appreciate her personal approach and the fact that I felt always welcome. Theo Fens, as my second supervisor, helped me very much with his knowledge on the energy sector. Our conversations on my research where always very amusing but also helped me to put things in perspective. I also very much appreciate his detailed reviews of my thesis. Margot Weijnen, as chair of the committee, provided me with valuable advice during the milestone-meetings. Joel Frijhoff, as external supervisor from Nuon, helped me to find my way in the company and was very helpful during the everyday research activities. Secondly, I owe much gratitude to all Nuon employees who gave me their support and contributed to this research with their valuable knowledge. I would like to thank all employees from the PRAS department for the pleasant time. Also the people from outside Nuon who were willing to answer all my questions on the subject I am very grateful. Thirdly, Marieke deserves a special thanks for making me stop doubting and start writing. And Annelies and Niels for their contribution in making my thesis more beautiful. Lastly, I would like to thank my parents, Jeroen and my friends for their help and support during this research and for making my years of study such an enjoyable and unforgettable period!
Amsterdam, 2011 Willemijn van Meurs
III
IV
Executive summary
Heat production accounts for the largest share of total Dutch energy demand. The largest consumer of heat is the built environment: dwellings and utility buildings. The dominant fuel for heating in the Netherlands is natural gas. The majority of Dutch buildings (96%) has a connection to the natural gas network. The remainder of buildings is connected to a district-heating network. Only a very limited amount of total heat demand comes from renewable sources, despite the fact that there are various renewable heating technologies on the market. This research provides insight in the potential of so-called local renewable heating systems. Local renewable heating systems are energy installations that make use of a renewable energy source and can supply heat, for space- and water heating, to the built environment in the direct vicinity of the installation. The main question of research that is answered in this thesis is: What are the market opportunities for local renewable heating systems in the built environment? The local renewable heating systems considered in this research have a capacity between 100 kW – 10 MW. Answering this question was guided by the definition of a market opportunity: “A market opportunity exists if a product or a service, based on either one technology or several, fulfills the need(s) of a market better than substitute technologies within a given business, regulatory, and social environment”. In five research steps insight has been provided in the current and future market opportunities for local renewable heating systems in the built environment. The data for this research are gathered by means of desk research and field research.
Heat demand of the built environment In this research the built environment is demarcated to dwellings and offices. There are currently around 7 million dwellings and 76.000 offices in the Netherlands. As a result of the financial crisis the level of new construction is historically low. Dwellings have a demand for heat for space heating and tap water heating. The demand for space heating depends on a number of factors, including the degree of insulation. Since the degree of insulation of houses has been improving over time, dwellings with a more recent date of construction have a lower heat demand. An 1 average existing dwelling has a space heating demand of 30-35 GJ/year . A new constructed dwelling has an average heat demand of 18 GJ/year. The heat demand for tap water heating is dependent on the number of inhabitants. This is on average 7,2 GJ/year. Offices have a demand for heat for space heating and space cooling, 2 which is affected by the size of the office (in m surface area) and the degree of insulation. Offices have a very limited hot tap water demand. Although the energy performance of buildings has been improving over time a lot can still be achieved. Less than 5% of the total housing stock and an equal amount of offices deserves the label “very energy efficient”.
Heat supply of the built environment A number of different systems are currently being applied to provide in the heat demand of the built environment. The conventional heating system in both existing buildings and in new construction projects is an individual central heating system with a natural gas fired High Efficiency (HE) boiler. The other heating system that is regularly applied is district-heating. In a district-heating network a central heat producing facility delivers heat to multiple, geographically dispersed dwellings. Furthermore, a significant number of dwellings, mainly situated in older apartment buildings, make use of a collective gas-fired boiler for space heating and hot tap water provision. HE boilers can be applied in both existing estate and in new constructed buildings. District-heating systems are only developed for large new housing construction projects, in the presence of a large residual heat source. Compared to a HE boiler, a district-heating network requires a high initial investment. The costs of heat delivery are however lower and also a significant reduction of CO2 emissions can be achieved.
1
One GJ equals 109 joules or around 30 m3 of natural gas.
V
Stakeholder analysis A stakeholder analysis has been carried out to provide insight in the central actors in the built environment and their stakes and goals in relation to heating. The most important actors in relation to heat supply in the built environment are different for new construction projects than for existing buildings. For existing buildings the owner and occupier of the building are important. The most important real estate owning parties in relation to dwellings are housing corporations and private owners. The majority of houses (60%) is owner-occupied and around 30% of houses is owned by housing corporations. The majority of offices is owned by institutional investors or property funds and a small share of offices is owner-occupied. In the current built environment there is limited activity on the improvement of the energy performance of buildings. Owner-occupiers of dwellings and offices have limited energy awareness. The people and companies that do invest in energy saving measures or renewable heating systems are mainly financially, but also environmentally, motivated. Housing corporations are concerned with the living expenses of their tenants, including the energy expenditures. Their energy policy is focused on a reduction of energy demand. Currently, housing corporations have not many possibilities to recover energy-related investments because they cannot, without difficulties, increase their tenants’ rent. This results in so-called split incentives: the party that does the investment is not the party that has the benefits of this investment. Private property owners of offices are also confronted with split incentives. Real estate owners that are involved with the energy performance of their building follow the Trias Energetica strategy. They will first take demand reducing measures, before they start thinking about the implementation of renewable energy supply systems. In the development of a new residential area or building the central actor is a property developer. A property developer’s goal is to respond to market demand against minimal risks and minimal costs. Property developers are affected by the Energy Performance of New Buildings regulation. This regulation poses requirements for the energy performance of new constructed buildings. Property developers have to include energy demand reducing measures or renewable heating systems in the design of a new building to comply with a required Energy Performance Coefficient (EPC). In practice, property developers aim to achieve the energy performance requirements against minimal costs. This currently most often leads to the implementation of conventional natural gas fired HE boilers and some additional insulation. The situation is different when the new residential area is developed in a municipality that has ambitious energyand climate targets. In this case, the municipality will pose additional requirements on the energy performance of the area or require the implementation of a specific heat supply system. An energy-aware future owner can exert the same influence in relation to a newly constructed office building. Municipalities compare different heating systems on the required investment per connection and the realized CO2 emission reduction compared to a HE boiler.
Analysis of renewable heating technologies A local renewable heating system consist of a heat producing facility, a heat distribution network and heat delivery units at the consumers. There are four different renewable heating technologies considered suitable for application in the built environment and at the predefined range of 100 kW-10 MW: solar boilers, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage systems and biomass-fired boilers. In general, none of these systems is applied or can be applied on a stand-alone basis. Solar boilers and gas absorption heat pumps are “add-ons” on a gas fired boiler. UTES systems and biomass boilers require an auxiliary heating plant to provide for peak demand and back up. This auxiliary heating plant is most often a gas-fired boiler. In the following table the applicability and financial and environmental performance of the different renewable heating technologies is summarized.
VI
Solar boiler Range of application
New/existing buildings Investment costs (€/connection) Costs of heat (€/GJ) CO2 emissions (kg/GJ)
UTES system
Individual household – apartment building New and existing buildings 3.000
Gas absorption heat pump Apartment building (>100 kW or >10 apartments) New and existing buildings 4.500
17 58
50 houses – 100 houses
Biomass-fired boiler >400 houses
New buildings
New buildings
10.000
6.500
14
9
9
48
47
7
Table A. Applicability, financial and environmental performance of local renewable heating systems
Solar boiler systems and gas absorption heat pump are suitable for application as “add-ons” on collective heating systems in apartment buildings. UTES systems can only be applied in case of new building development. Local renewable heating systems require a higher initial investment than a HE boiler, but the costs of heat are lower and so are the CO2 emissions.
Institutional analysis An institutional analysis has been carried out to determine the socio-economic potential of local renewable heating systems. The implementation and operation of local renewable heating systems is possible given the current environment of formal and informal institutions, because no other arrangements need to be provided for than the ones required for the implementation and operation of High Efficiency boilers and district-heating. For the implementation and operation of local renewable heating systems as “add-ons” on an existing collective heating system no additional arrangements between parties need to be provided for. For the implementation of local renewable heating systems in new buildings both the arrangements that are required for HE boilers and district-heating are required. During the operational phase the same type of institutional arrangements need to be provided for as for district-heating. A number of formal institutions can stimulate the emergence of local renewable heating systems: • Energy Performance of New Buildings regulation: This is an important piece of regulation that can stimulate the application of local renewable heating systems in new buildings. It poses requirements for the energy performance of newly constructed buildings. The energy performance has to comply with a required Energy Performance Coefficient (EPC). When the design of a building does not comply with the EPC requirement no building permit will be granted. Local renewable heating systems “score” very good in the EPC. Currently, the most cost effective way for a property developer to obtain the required EPC value is by the installation of a HE boiler and some additional insulation. The EPC norm will however be adjusted in the coming years. • Subsidies: There are a number of investment subsidies available for local renewable heating systems. From 2012 also an operating subsidy will be present in the form of the SDE+. A number of formal institutions can discourage investments in local renewable heating systems: • Heat Law: All systems that deliver heat to more than 10 consumers or produce more heat than 10.000 gigajoules per year are subject to the Heat Law. The Heat Law is going to regulate heat supply by dictating a maximum for the retail price of heat. This maximum, the Not More Than Usual-price, is based on the price a customer pays that makes use of an individual gas-fired boiler. The legislative initiative towards a Heat Law has been put forth in 2003 and until today the Heat Law did not enter into force. Above all, the current regulatory uncertainty is detrimental for investments in new collective heating systems. • Permits: When compared to HE boilers additional permits are required for the implementation and operation of local renewable heating systems. Lastly, the EU ETS, the European Emission Trading System, might in term increase the attractiveness of local renewable heating systems. As a result of the EU ETS the price of heat from large heat producing plants (>20
VII
MWth), that deliver heat to district-heating networks, is likely to rise in the future since the CO2-related expenditures of the companies owning these large installations will increase. As a result, the purchasing price of heat is likely to increase, but the maximum tariff that the supplier may charge to its consumers is capped by the NMTU-principle. The use of natural gas by small consumers does not fall under the EU-ETS. This is very unfavorable for the profitability of district-heating, but could be beneficial for local renewable heating systems that fall outside the EU ETS.
Competitive analysis A competitive analysis has been carried out to identify the possible impacts of the introduction of local renewable heating systems on the current market for HE boilers and the market for district-heating projects. The market for High Efficiency boilers consists of a large number of installation companies that offer highly identical products and services and compete for a limited number of contracts from building contractors. The latter is a consequence of the limited number of new housing development projects that are currently being commissioned. Local renewable heating systems are no substitute for HE boilers, neither in existing buildings, nor in new residential areas. The local renewable heating systems that are considered technically suitable for application in existing estate (gas absorption heat pumps and collective solar boiler systems) are “add-ons” and still require the presence of a gas-fired boiler. In new construction projects local renewable heating systems are not considered an option if there is no involvement from the municipality (or ambitious future owner, in case of an office building). On the market for district heating a limited number of heat supplying companies is active, which are mainly the large energy companies. The development of a new district heating project starts with a tendering procedure initiated by a municipality. Heat supplying companies compete for the concession following from this tendering procedure. Heat is bought from heat producing facilities, which can be owned by the heat supplier or by another company. Local renewable heating systems can be a substitute for district heating systems in new housing projects. In case of a municipality that has ambitious climate- and energy related targets the design of the residential area, including the heating systems, is not left to the project developer. An ambitious municipality will either start conversations with energy companies or specialized installation companies itself or it will formulate more ambitious targets on energy performance for the property developer than the current EPC requirement. As a result both district heating and local renewable heating systems become options. Also in areas where there is a district heating network present local renewable heating systems compete with district heating for application in new buildings.
Conclusions The market opportunities for local renewable heating systems with a capacity between 100 kW and 10 MW in existing real estate are limited to the implementation of collective solar boiler systems and gas absorption heat pumps as “add-ons” to collective heating systems. Such collective heating systems can be found in older apartment buildings, which are most often owned by housing corporations. Technically, all four local renewable heating systems included in this research are suitable for application in new buildings. However, there are currently not many market opportunities for these systems in new construction projects. The characteristics and performance of local renewable heating systems do not comply better with the needs of property developers than the conventional heating systems. The current regulatory environment does not change this situation. Market opportunities for local renewable heating systems currently arise from the involvement of an “energy aware” municipality or future owner during the design phase of a residential area or building. The payback periods of local renewable heating systems differ strongly per heating system, but all exceed the systems’ technical life times. Gas absorption heat pumps and biomass-fired boilers have the most favorable payback periods:
VIII
Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
Payback period (yr) 3 Gas 0,53 €/m 63 28 97 27
Table B. Current payback period local renewable heating systems
Changes in the regulatory environment and an increase in the price of natural gas influence the future market opportunities for local renewable heating systems in new construction projects. The tightened EPC norm value is likely to result in an increased demand for renewable heating systems, after 2015. This can be both local renewable heating systems and district heating or individual renewable heating systems. Theoretically, individual heating systems score better in the EPC norm. The Heat Law it is likely to have a negative effect on the investments in local renewable heating systems. The cap on the heat price makes it impossible to recover the high initial investment, that comes with the choice for a local renewable heating system, via the price of heat. A natural gas price rise will affect the performance of local renewable heating systems compared to HE boilers. In first instance this does not increase the systems’ attractiveness from the perspective of property developers, but it could increase the willingness-to-invest of housing corporations and owner-occupiers of dwellings and offices that are also involved in the exploitation phase of the heating systems. The demand for local renewable heating systems in existing buildings is not expected to change in the near future. Enforcement of the labeling policy, which is required from 2013 following European regulation, might increase the energy awareness of owners and occupiers of buildings. An increase in the price of natural gas is likely to have the same result. Due to the “Trias Energetica”- strategy this will in first instance not lead to an increased demand for renewable heating systems, but in energy demand reducing measures like insulation. An increase in the price of natural gas and a possible future inclusion of the costs of CO2 in the price of heat will both increase the attractiveness of local renewable heating systems in comparison with HE boilers by reducing the payback period. This is under the assumption that the NMTU-price cap will increase proportionally with the natural gas price or CO2 price. Systems that rely the least on natural gas (biomass boilers, UTES systems) respond best to both changes. The future adjustments to the EPC norm will deteriorate the attractiveness of local renewable heating systems in new constructed buildings. New buildings will have a significantly lower heat demand for space heating. More buildings should be connected to the same system to sell the same amount of heat. Since the largest costs result from the construction of the network a larger investment needs to be made per GJ of delivered heat.
Recommendations for N.V. Nuon Energy •
• •
•
Nuon should offer an alternative heating system next to large scale district heating, because the demand for alternative heating systems in new constructed buildings will also increase in areas that are not in the proximity of a large residual heat source. Gas absorption heat pumps and biomass-fired boilers are considered the most suitable local renewable heating systems and deserve further research. Systems that can supply heat to new construction projects and existing buildings are preferable, because the level of new construction is currently historically low and because connecting existing buildings can improve the business case of network-based heating systems in the light of the decreasing heat demand of new buildings. Good relationships with municipalities are essential. Municipalities have a central, if not decisive role, in the realization of renewable heating systems.
IX
•
•
Collaboration with housing corporations should be realized. Housing corporations own a significant share of the built environment, including most apartment buildings with collective heating systems, which are a potential market for local renewable heating systems. Lobby for national policy targets on the application of renewable heat in the current built environment. National policy targets can contribute to an increasing number of market opportunities for local renewable heating systems in existing real estate.
Recommendations for policy makers •
•
•
•
National policy targets should be provided for in relation to the heat demand and the application of renewable energy in existing buildings. National targets can provide guidance for local policy targets and take away large differences between municipal policies. Incentives should be provided for to increase the amount of energy performance improving activities in existing buildings. In fact, a mindset change under real estate owners should be effectuated, but incentives to increase the energy awareness or change investment behavior are a good start. The height of available investment and operating subsidies for renewable heating systems should be related to their environmental performance. This is currently not the case. Furthermore, the degree to which different heating systems are regulated is also not related to the financial and environmental performance of these systems. The Heat Law should be used to stimulate the emergence of renewable heating systems. The unelaborated subsidy articles of the Heat Law can be applied for this purpose.
Recommendations for further research •
This research has provided insight in the general applicability and potential for local renewable heating systems. The choice for a heating system in a concrete situation is very much dependent on local circumstances. For this reason further research on the applicability of the different renewable heating systems in a number of “regions of focus” , taking into account local circumstances and local actors.
•
Further research should investigate the market opportunities for individual renewable heating systems and assess whether local renewable heating systems are or will be in competition with these systems.
X
List of acronyms
CCGT EA EMG EPBD EPC EPG EPN EU ETS GJ HE I&E kW kWth MW MWth NEPROM NMTU PJ UTES
Combined Cycle Gas Turbine Ministry of Economic Affairs Energy Measures on Area level (Dutch: Energie Maatregelen op Gebiedsniveau) European Energy Performance of Buildings Directive Energy Performance Coefficient Energy Performance of Buildings (Dutch: Energie Prestatie Gebouwen) Energy Performance of New Buildings (Dutch: Energie Prestatie Nieuwbouw). European Emission Trading System 9 gigajoule – unity of energy, equals 10 joule High Efficiency Ministry of Infrastructure and the Environment 3 kilowatt – unity of power, equals 10 watt kilowatt thermal power 6 megawatt – unity of power, equals 10 watt megawatt thermal power Sector organization of housing corporations Not More Than Usual 15 Peta Joule - unity of energy, equals 10 joule Underground Thermal Energy Storage (Dutch: Warmte Koude Opslag)
XI
List of figures Figure 1.1: Flow diagram of research steps............................................................................................................. 5 Figure 2.1: Layered institutional model – from (Groenewegen and Lemstra 2007) ................................................. 8 Figure 2.2 The five forces that shape industry competition (Porter 2008) ............................................................... 9 Figure 3.1: Housing stock according to type and age of dwelling. Based on (Ministerie van VROM 2006) ........... 10 Figure 3.2: Heat demand of a dwelling in relation to housing type ........................................................................ 11 Figure 3.3: Degree of insulation per building component in relation to the date of construction ............................ 11 Figure 3.4: Hot tap water demand of household in relation to the number of family members. ............................. 12 Figure 3.5: Composition of total housing stock by energy label (Ministerie van VROM 2006) ............................... 13 Figure 3.6: Relation between energy label and degree of insulation. .................................................................... 13 Figure 3.7: Housing stock by type of house and ownership. After: (Ministerie van VROM 2006) .......................... 14 Figure 3.8: Offices according to period of construction. After: (Prendergast and Jeths 2010) ............................... 14 Figure 3.9: Development of insulation of offices 2004-2008. After: (Agentschap NL 2011)................................... 15 Figure 3.10: Number of energy labels provided to offices end 2010. After: (Agentschap NL 2011) ...................... 15 Figure 3.11: Thermal energy demand offices per function in MJ/m2 – values for 2008......................................... 16 Figure 4.1: Application of the various heating systems in relation to construction period ...................................... 18 Figure 4.2: Type of heating systems applied in offices in 2009 (Agentschap NL 2011)......................................... 19 Figure 4.3: Central heating System (PracticalDIY 2011) ....................................................................................... 20 Figure 4.4: Coverage of total heat demand for each capacity (Annex I; Van der Wielen) ..................................... 22 Figure 5.1: Phases in construction of new residential area or building. Based on (Van Eck 2010) ....................... 24 Figure 5.2: Actor involvement “unambitious” municipality ...................................................................................... 25 Figure 5.3: Actor involvement “ambitious” municipality .......................................................................................... 25 Figure 5.4: Formal relations between the actors.................................................................................................... 30 Figure 6.1: The main elements of a local renewable heating system .................................................................... 34 Figure 6.2: A basic solar boiler system (PT Gas 2011) ......................................................................................... 37 Figure 6.3: Gas absorption heat pump (Remeha 2011) ........................................................................................ 38 Figure 6.4: Underground Thermal Energy Storage (Oyster 2010) ......................................................................... 39 Figure 6.5: Electrical compression heat pump (REUK 2011)................................................................................. 39 Figure 6.6: Moving grate biomass plant (the Carbon Trust 2009).......................................................................... 41 Figure 7.1: Layered institutional model as applied in this research ....................................................................... 45 Figure 8.1: The five forces that shape industry competition (Porter 2008) ............................................................ 60 Figure 8.2: The five forces applied on the market for HE boilers ........................................................................... 62 Figure 8.3: The five forces applied on the market for district heating .................................................................... 67 Figure 8.4: Results of the five forces analysis ....................................................................................................... 73
XII
List of tables Table 4.1 Characteristics of an average HR 107 boiler (capacity 24 kW).............................................................. 21 Table 4.2: Characteristics of an average district heating network.......................................................................... 23 Table 6.1 Overview of the currently in the Netherlands available renewable energy sources and conversion technologies. Based on: (Buck, Keulen et al. 2010) .............................................................................................. 35 Table 6.2: Financial and environmental performance of local renewable heating systems ................................... 42 Table 7.1: Characteristics different heating options ............................................................................................... 46 Table 10.1: Influence of developments on different heating systems .................................................................... 82 Table 10.2: Current payback period local renewable heating systems .................................................................. 83 Table 10.3: Effect of natural gas price increase on the payback period of local renewable heating systems ........ 84 Table 10.4: Effect of CO2 price inclusion on the payback period of local renewable heating systems .................. 84 Table 10.5: Effect of SDE+ subsidy on payback period of local renewable heating systems ................................ 85 Table 11.1: Range of application of local renewable heating system .................................................................... 88 Table 11.2: Financial and environmental performance of heating systems ........................................................... 88 Table 11.3: Current payback period local renewable heating systems .................................................................. 89
XIII
XIV
Table of contents Preface ................................................................................................................................................................... III Executive summary ................................................................................................................................................. V List of acronyms ..................................................................................................................................................... XI List of figures ......................................................................................................................................................... XII List of tables ......................................................................................................................................................... XIII 1
2
3
Introduction....................................................................................................................................................... 2 1.1
Background ................................................................................................................................................ 2
1.2
Problem statement ..................................................................................................................................... 3
1.3
Research objective and research questions ............................................................................................... 4
1.4
Research approach .................................................................................................................................... 4
1.5
Outline of thesis .......................................................................................................................................... 5
Theoretical framework for research .................................................................................................................. 6 2.1
Research approach .................................................................................................................................... 6
2.2
Institutional analysis ................................................................................................................................... 7
2.3
Competitive analysis................................................................................................................................... 9
2.4
Conclusions ................................................................................................................................................ 9
Heat demand of the built environment ............................................................................................................ 10 3.1
3.1.1
Heat demand of dwellings................................................................................................................ 10
3.1.2
Ownership of dwellings .................................................................................................................... 14
3.2
Heat demand of offices .................................................................................................................... 15
3.2.2
Ownership of offices ........................................................................................................................ 16
6
Conclusions .............................................................................................................................................. 16
Heat supply of the built environment .............................................................................................................. 18 4.1
Heating systems in the built environment ................................................................................................. 18
4.2
Dominant heating systems in the built environment ................................................................................. 19
4.2.1
Individual central-heating system..................................................................................................... 19
4.2.2
District heating ................................................................................................................................. 21
4.3 5
Utility sector .............................................................................................................................................. 14
3.2.1
3.3 4
Dwellings .................................................................................................................................................. 10
Conclusions .............................................................................................................................................. 23
Stakeholder- and network analysis ................................................................................................................. 24 5.1
The development of a residential area or building .................................................................................... 24
5.2
Actor analysis ........................................................................................................................................... 25
5.3
Formal relations ........................................................................................................................................ 29
5.4
Conclusions .............................................................................................................................................. 31
Local renewable heating systems .................................................................................................................. 34 6.1
A local renewable heating system ............................................................................................................ 34
6.2
Demarcation of technological alternatives ................................................................................................ 35
6.3
Renewable heating technologies .............................................................................................................. 36
XV
6.3.1
Solar boiler....................................................................................................................................... 36
6.3.2
Gas absorption heat pump............................................................................................................... 37
6.3.3
Underground Thermal Energy Storage ............................................................................................ 38
6.3.4
Biomass boilers ............................................................................................................................... 40
6.4
6.4.1
Main assumptions of the model ....................................................................................................... 42
6.4.2
Results of the model ........................................................................................................................ 42
6.5 7
Performance of local renewable heating technologies ............................................................................. 41
Conclusions .............................................................................................................................................. 43
Institutional analysis ....................................................................................................................................... 44 7.1
The layered institutional model ................................................................................................................. 44
7.1.1
Technology ...................................................................................................................................... 45
7.1.2
Informal institutions - Dutch values, norms and culture ................................................................... 46
7.1.3
Formal institutions - Relationships between politics, bureaucracy and business ............................. 47
7.1.4
Formal institutions: European, national and regional laws and regulation ....................................... 48
7.1.5
Institutional arrangements................................................................................................................ 52
7.1.6
Actors .............................................................................................................................................. 54
7.2
Institutional arrangements local renewable heating systems .................................................................... 55
7.3
Conclusions .............................................................................................................................................. 56
8
Competitive analysis....................................................................................................................................... 60 8.1
Porter’s framework on competitive forces................................................................................................. 60
8.2
Analysis of the market for individual central heating systems ................................................................... 61
8.3
Analysis of market for district heating ....................................................................................................... 66
8.4
Conclusions .............................................................................................................................................. 73
9
Market opportunities ....................................................................................................................................... 76 9.1
Identification of market opportunities ........................................................................................................ 76
9.2
Current market opportunities .................................................................................................................... 76
9.3
Future market opportunities ...................................................................................................................... 78
9.4
Conclusions .............................................................................................................................................. 80
10
Discussion ................................................................................................................................................ 82
10.1
Comparison of heating systems ........................................................................................................... 82
10.2
Development of attractiveness for system’s owner and operator ......................................................... 83
10.3
Developments from a policy maker’s perspective ................................................................................ 85
10.4
Conclusions ......................................................................................................................................... 86
11
Conclusions and recommendations.......................................................................................................... 88
11.1
Conclusions ......................................................................................................................................... 88
11.1.1
Current market opportunities ........................................................................................................... 88
11.1.2
Future market opportunities ............................................................................................................. 90
11.2
Recommendations ............................................................................................................................... 91
11.2.1
Recommendations for energy companies ....................................................................................... 91
11.2.2
Recommendations for policy makers ............................................................................................... 91
11.2.3
Recommendations for further research ........................................................................................... 92
XVI
11.2.4
Recommendations for N.V. Nuon Energy ........................................................................................ 93
12
Reflection ................................................................................................................................................. 94
13
References ............................................................................................................................................... 96
Annex I – Interviews ............................................................................................................................................ 104 Annex II – Characteristics of HE boilers .............................................................................................................. 166 Annex III – Characteristics of district heating ....................................................................................................... 168 Annex IV – Local renewable heating systems ..................................................................................................... 170 Annex V – Subsidy arrangements for renewable heat......................................................................................... 174
XVII
1
1
Introduction
This research will provide insight in the potential of renewable heating systems, and more specifically in the potential of so-called local renewable heating systems. Local renewable heating systems are energy installations that make use of a renewable energy source and can supply heat, for space- and water heating, to the built environment in the direct vicinity of the installation. The research is carried out in the section Energy and Industry of the faculty of Technology, Policy and Management of Delft University of Technology. It is commissioned by the Public and Regulatory Affairs and Sustainability department of energy utility N.V. Nuon Energy. This first chapter has the intention to clarify the problem under study. It is structured as follows: in the first section the background of the problem is presented. Section two covers the problem statement. The third section states the objective of this research and the questions to be answered to reach this objective. The research methods are elaborated on in section four. The last section, section five, presents the outline of this thesis.
1.1
Background
In the Netherlands the annual primary energy demand is currently around 3300 PJ. This energy is used for the production of electricity and heat, as a transportation fuel and as a feedstock. Heat production currently accounts for the largest part of total energy demand, almost 40% (Menkveld and Beurskens 2009). The built environment, which is the collective term for dwellings and utility buildings, is the largest consumer of heat, followed by industry and the agricultural sector. Dwellings and utility buildings have a demand for low temperature heat (<100 °C) for space and water heating purposes. For the provision of this heat two different heating systems are currently applied in buildings: an individual central heating system on natural gas or a connection to a district heating network (Agentschap NL 2010). Natural gas is the dominant fuel for heating purposes. The Netherlands has a very finely meshed gas network and the majority of Dutch buildings, around 96%, has a connection to this network. Around 4% of Dutch consumers has no connection to the natural gas infrastructure, but is connected to a district heating network (EnergieNed and Netbeheer Nederland 2009). Large district heating networks can be found in Rotterdam, Utrecht, Almere, Amsterdam, Purmerend and Tilburg (Van Eck 2007). Only a very limited amount of total heat demand, less than 2%, originates from renewable sources (Agentschap NL 2010). Various renewable heating technologies are available on the market though. In the past years a number of local renewable heating technologies have been introduced as a result of a combination of technological and social developments. From a technological perspective scientific developments increased the possibilities for local renewable heat generation. From a social perspective an increase of energy sustainability awareness and an increasing desire for self-sufficiency have been important drivers for the introduction of local renewable heating systems (UC-Partners Team 2010) (Annex I; Kusse). Local renewable heating systems make use of renewable energy sources and operate on a local scale. Heat is produced locally for consumers that are located in the direct vicinity of the installation. This phenomenon is called “local-for-local” (UC-Partners Team 2010). The working principle and performance (technical, financial, environmental) of these renewable heating technologies differ from the conventional heating technologies. Renewable heating technologies that are currently available include solar boilers, heat pumps and biomass fired boilers. As appears from the limited share of renewable heat, the availability of these various technologies has so far not resulted in widespread application. Renewable heating systems are only sporadically applied, often in collaboration between a local government and a private party like a housing corporation. In many cases also an energy company is involved (Agentschap NL 2010). N.V. Nuon Energy is one of the energy companies that have developed a couple of local renewable heating projects in the previous years. These projects were independent initiatives of various business units and not part of an overarching strategy. Last year Nuon received an increasing number of questions from large business customers on renewable heat provision. These customers have a demand for decentral applications that can provide heat, for space and water heating, that make use of a renewable source. This development of customer demand made Nuon’s Public and Regulatory Affairs and Sustainability department identify the need for a strategy on local renewable heating systems.
2
1.2
Problem statement
Energy companies like Nuon are traditionally involved in the two ways of heat supply that are currently applied most in the built environment. With respect to central heating boilers Nuon is not only involved in the sales, installation and maintenance of the boiler, but also in the supply of natural gas. In the field of district heating Nuon is in most cases both owner of the network and responsible for the production, transport and supply of heat to the consumer (Feenstra 2010; Nuon 2010). The increased customer interest in renewable heating, as identified, might lead to the emergence of local renewable heating systems at the expense of the conventional ways of heating. For this reason it is interesting for energy companies, including Nuon, to obtain insight in the potential of local renewable heating systems and the impact this may have on their current business. The potential of local renewable heating depends firstly on the applicability of the various renewable heating systems in the built environment. Local renewable heating technologies are substantially different from gas fired boilers and district heating. Their working principle differs and different conditions must be met for application to be possible. Not all renewable heating technologies are applicable anywhere in the built environment. Secondly, local renewable heating systems have different technical, environmental and financial characteristics compared with gas fired boilers and district heating systems. In general, their environmental performance in terms of CO2 emissions is better, their investment costs are higher but operating costs are lower (Annex I; Bek). The potential of renewable heat depends on whether the characteristics of the heating systems correspond with the objectives of the stakeholders that are involved with or have influence on the development of heat supply in the Netherlands. Real estate owners, including housing corporations, are important with respect to existing estate and project developers for new housing development. Furthermore, different layers of government are important. The emergence of renewable heating systems fits the national energy objectives. By 2020 a 20% CO2 emission reduction needs to be achieved and 14% of energy demand should come from renewable sources (Rutte and Verhagen 2010). Various local governments on a municipality and province level also have ambitious energy- and climate targets to which an extension of the share of renewable heat in the built environment could contribute substantially. Furthermore, the potential of local renewable heating options depends on whether these systems fit the institutional environment, consisting of the rules of behavior that are present in relation to heating in the built environment. The institutional environment consists of informal institutions - in the form of norms, values and culture – and formal institutions - the laws and regulation (Groenewegen and Lemstra 2007). An important informal rule of behavior is the so-called “Trias Energetica”. This “Trias Energetica” is a strategy consisting of three steps, which should be taken sequentially, to move towards a more sustainable energy system. Firstly, energy demand should be limited as much as possible through energy savings. Secondly, renewable energy sources should be used to meet the remaining energy demand. Lastly, if fossil fuels have to be applied these should be used as efficiently and cleanly as possible. There is general agreement amongst the Dutch government, consumers and many companies on the “Trias Energetica” strategy (Senternovem 2009; Nuon 2010; Van Eck 2010). The implementation of local renewable heating systems is a “second step measure”. As a result of the Trias Energetica the potential of local renewable heating systems depends also on whether the first step, energy saving, is already taken. A significant formal institution is the Heat Law, which will probably enter into force early 2012. Local renewable heating systems will be subject to the Heat Law (Minister van Economische Zaken 2008). The Heat Law regulates heat supply by dictating a maximum for the retail price of heat. This maximum is based on the price a customer pays for heat that makes use of an individual gas-fired boiler (RvB NMa 2010). This will influence the financial viability of local renewable heating projects and therefore their potential (Annex I; Van der Wielen, Van Eck, Van Egmond). Applicability, stakeholder engagement and institutional fit are important determinants for the potential of local renewable heating systems. Insight is missing in these different determinants. For this reason it is unclear whether and to what extent local renewable heating systems will be able to replace the traditional ways of heating that are currently applied most in the built environment. This hampers energy companies in the formulation of a strategy.
3
The focus of this research will be on local renewable heating systems with a capacity between 100 kW and 10 MW. A specific interpretation of this range will be provided in chapter 6. The most important consequence of this demarcation is that systems that supply heat to an individual household will not be taken into consideration. In this research only the possibilities for local renewable heating systems in the Netherlands will be analyzed. Four different renewable heating technologies are included in this research: solar collectors, gas absorption heat pumps, underground thermal energy storage and biomass fired boilers. This means that deep geothermal energy plants and biomass fired Combined Heat and Power installations are out of the scope of research. These systems are either difficult to implement in the built environment or not suitable for implementation within the predefined range. A more extensive justification for this demarcation can be found in section 6.2.
1.3
Research objective and research questions
The objective of this research is to assist incumbent energy companies in the formulation of a strategy on local renewable heating systems. To achieve this objective the research question to be answered in this thesis is the following: What are the market opportunities for local renewable heating systems in the built environment? To assist in answering the main research question, the following sub-questions are formulated: 1.
What is the heat demand of the built environment?
2.
What is the performance of the heat supply systems that are currently applied in the built environment?
3.
What are the most important stakeholders in relation to local renewable heating systems and what are their goals, stakes and positions?
4.
Which technological alternatives for small scale renewable heat supply are suitable for application in the built environment and what are their characteristics?
5.
Which institutional arrangements should be provided for by which actors to facilitate local renewable heating systems? Can these be provided for given the current institutional environment?
6.
What are the possible impacts of the introduction of local renewable heating systems on the current market for heating systems?
7.
How to decide on the market opportunities for local renewable heating systems?
1.4
Research approach
In this research the concept of local renewable heating is analyzed from multiple perspectives. The procedure followed in this thesis is shown in figure 1.1. Each block in the figure represents a separate research step. Each research step answers one of the research questions listed above. Each analysis has one or multiple expected results, that leave the analysis-blocks from below. By means of the arrows it is shown which results from an analysis are used in a subsequent step. As can be seen the complete research consists of five different analyses. The approach used in this research is a combination of desk research and field research. In first instance desk research is executed to gain general insight on the subject. Subsequently, interviews are held with experts on the topic from both inside and outside the energy company Nuon. The first analysis, the analysis of the built environment, aims to provide insight in the composition of the built environment, the heat demand, the ownership and the current ways of heating. The information on the ownership of the built environment is the starting point for the second analysis: the stakeholder analysis. The stakeholder analysis leads to the identification of the stakes, goals and positions of the important stakeholders and their interdependencies. Furthermore, the criteria these stakeholders follow with respect to heating are identified. These criteria are used in the analysis of renewable heating technologies. The fourth analysis is the institutional analysis. For the institutional analysis the layered institutional model of Groenewegen and Van der Steen is used
4
(Groenewegen and Lemstra 2007). This model is based on the four layer framework of the economics of institutions of Oliver Williamson (Williamson 1998). The aim of the institutional analysis is on the one hand to provide insight in the current institutions that are in place to structure the functioning of the existing heat supply systems. But more important the institutional analysis has the aim to determine whether it is possible, given the current institutional environment, to realize well-functioning local renewable heating systems, and if not which adaptions have to be made to existing institutions and by which stakeholders. The fifth and final analysis is the competitive analysis. For this analysis Michael Porter’s framework of competitive forces is applied (Porter 2008). The aim of the Porter analysis is to determine whether the emergence of the local renewable energy systems has impact on the current market for heating and therefore on incumbent energy companies. The theories applied in this research are further explained in chapter 2.
Figure 1.1: Flow diagram of research steps
1.5
Outline of thesis
The outline of this thesis is as follows. The second chapter of this thesis contains an explanation of the theoretical framework for the research carried out. It is explained which theories are important and which models that follow from these theories are applied. Chapter 3 is called “the heat demand of the built environment” and it provides a high level description of the composition, heat demand and ownership of the built environment. In chapter 4 insight is provided in the heating systems that are currently applied most in the built environment. The results of the stakeholder analysis are presented in chapter 5. Chapter 6 is dedicated to the analysis of the various renewable heating technologies that are included in this research. Firstly, it is explained which technologies are excluded from this research and why. Secondly, an overview is provided of the working principles and characteristics of the four renewable heating technologies that are part of this research. This makes it possible to compare them mutually and also to compare them with the systems for heating that are currently applied in the built environment. In chapter 7 the institutional analysis is presented. Subsequently, chapter 8 deals with the competitive analysis. The market opportunities for local renewable heating systems are identified in chapter 9. In chapter 10 contains a discussion of the developments in the (regulatory) environment. Chapter 11 presents the conclusions and recommendations that result from this research. This thesis ends with chapter 12, the reflection, in which a reflection is provided on both the approach and results of this research.
5
2
Theoretical framework for research
As introduced in the previous chapter the aim of this research is to provide insight in the market opportunities for local renewable heating systems in the built environment. The approach by means of which this insight is to be obtained is already explained briefly. This chapter provides a more detailed clarification of the approach used in this research and the theories and models that are applied as part of this approach. The first section presents the complete research approach. Sections two and three discuss more in depth the theories and models used in the two final research steps. The last section presents the conclusions of this chapter.
2.1
Research approach
The aim of this research is to provide an answer to the main question of research: “What are the market opportunities for local renewable heat as a commodity in the energy sector?”. The approach by means of which this question is answered during this work is called the research approach (De Leeuw 2003). The research approach consists of various research steps. A starting point for the construction of a suitable research approach for the identification of market opportunities for local renewable heating systems is provided by the definition of a market opportunity. Various authors write about the development and diffusion of new technologies and the determinants of product success. An important prerequisite for the diffusion of a new product or technology is its market success. Market success refers to the ability of a new product to fulfill the needs of its (potential) customers, when compared to the products that are currently available (Nerkar and Roberts 2004). However, it becomes clear from literature that more than market success is required for the breakthrough of a new technology. According to Geels, Pieters et al. the success of a new technology depends on market success, on regulation and on public acceptance (Geels, Pieters et al. 2007). Deuten, Rip et al. pose that for the diffusion of a new technology firstly integration in the relevant industries and markets is required. Secondly, it should be admissible according to regulation. Lastly, the technology should be accepted by the wider public. In other words, the success of a product depends on its success in three environments: the business environment, the regulatory environment and wider society (Deuten, Rip et al. 1997). Based on the findings from literature the following definition of a market opportunity is used in this research: A market opportunity exists if a product or a service, based on either one technology or several, fulfills the need(s) of a market better than substitute technologies within a given business, regulatory, and social environment From this definition it can be deduced which knowledge needs to be available to be able to assess the market opportunities for a product or a service. Firstly, insight in the product or service that is central in this research is required. The central product of this research concerns local renewable heating systems. Secondly, the needs of the market need to be assessed. This research focuses on the built environment. Knowledge needs to be gained on the needs of the built environment with respect to heating. Thirdly, the substitute technologies need to be analyzed: the systems for heating that are currently applied in the built environment. Fourthly, an analysis needs to be executed of the current environment or context. Lastly, all these insights need to be combined to determine whether either the conventional ways of heating or the local renewable heating systems, better fit the needs of the built environment and the current business, regulatory and social environment. To obtain all knowledge that is required to answer the main question of this research the following steps are taken: 1.
Analysis of the built environment Why? The focus of this research is on the built environment and the potential for local renewable heating systems in the built environment. This first analysis is carried out to obtain insight in the current situation of the built environment. It covers the heat demand of the built environment and the working principle and performance of the systems for heat supply that are currently most applied.
6
How? Desk research: literature on the heat demand of the built environment. Field research: interviews with Nuon experts on the current technologies for heat provision. 2.
Stakeholder- and network analysis Why? The aim of the stakeholder- and network analysis is to obtain insight in the needs of the relevant stakeholders that are involved with heating in the built environment. This makes it possible to assess later on whether local renewable heating systems are able to fulfill these needs. How? Desk research: literature about the objectives of the stakeholders, their energy policies and activities in the field of energy saving. Field research: focus interviews with Nuon experts that are professionally involved with a specific stakeholder group, focus interviews with representatives from stakeholder groups.
3.
Analysis of local renewable heating systems Why? In this analysis the working principle and characteristics of local renewable heating systems are examined. This results in an overview of the applicability of the systems in the built environment and their technical, financial and environmental performance. How? Desk research: literature on the working principle and performance of local renewable heating systems. Field research: interviews with experts from inside and outside Nuon on specific renewable heating technologies.
4.
Institutional analysis Why? By means of an institutional analysis the socio-economical context of the energy market is examined. The aim of this analysis is to provide insight in the current context. This insight is used to determine whether local renewable heating systems fit this context and, if not, which adaptations have to be made by what stakeholders. How? For the institutional analysis the theories of new institutional economics are applied and especially the layered dynamic model of Groenewegen and Van der Steen (Groenewegen and Lemstra 2007). An additional explanation of this analysis is provided in section 2.2. Desk research: European and national heat regulation and policy documents. Field research: interviews with experts from Nuon on energy regulation and policy.
5.
Competitive analysis Why? A competitive analysis is executed to determine whether the introduction of local renewable heating systems has impact on the current market for heating systems. How? The five forces framework of Michael Porter is used for this analysis. This framework is explained in section 2.3. The knowledge for this analysis is gathered by means of desk and field research.
2.2
Institutional analysis
In the previous section the goal and method used for carrying out the institutional analysis were introduced briefly. In this section an additional explanation is provided on the objective of the institutional analysis and the theories and models that are applied. An institutional analysis deals with institutions. There are various definitions of an institution available in literature. According to the definition of Douglas North institutions are “humanly devised constraints that structure political, economic and social interactions” (North 1991) p.97. Hodgson defines institutions as “systems of established and prevalent social rules that structure social interactions” (Hodgson 2006) p. 2. From both definitions it follows that institutions are rules that regulate the interactions between parties (Koppenjan and Groenewegen 2005). When applied to the topic of this research, several of such institutions or rules can be identified in relation to the functioning of the Dutch systems for heat supply. The aim of the institutional analysis in this research is twofold. Firstly, it provides insight in the current institutions that are in place to structure the functioning of the existing heat supply systems. But more important, the institutional analysis has the aim to determine whether it is possible, given these institutions, to realize well-functioning local renewable heating systems and if not, which adaptations could be made to existing institutions.
7
Figure 2.1: Layered institutional model – from (Groenewegen and Lemstra 2007)
One part of economics is especially engaged in the analysis of institutions. This is the school of institutional economics. A famous author in the field of institutional economics is Oliver E. Williamson. One of his important contributions to institutional economic theory is his four layer framework on the economics of institutions (Williamson 1998). Williamson’s framework distinguishes between different types, or layers, of institutions. Furthermore, it specifies the relations between these various levels of institutions. For the institutional analysis in this research an extended version of Williamson’s framework is used, namely the layered institutional model of Groenewegen and Van der Steen (Groenewegen and Lemstra 2007). This model is visualized in figure 2.1. Following Williamson, the layered institutional model identifies various layers of institutions, which make up layers 1 to 4 of the framework. These various layers differ with regard to the kind of institutions they address, the way these institutions evolve and the extent to which they can be influenced (Koppenjan and Groenewegen 2005). Layer 1 of the model contains the informal institutions, which are guidelines of behavior that are not written down – the culture, values and norms (Groenewegen and Lemstra 2007). On the second layer of the model the formal institutions are situated. The relations between politics, bureaucracy and business are defined here. Bureaucracy refers to the organization of the government. The relations between politics, bureaucracy and business make up the framework where policy making and the construction of laws and regulations takes place. Laws, regulations and policies can be found in layer 3 of the model. These can be considered the “formal rules of the game” (Koppenjan and Groenewegen 2005). Layer 4 deals with the institutional arrangements. Institutional arrangements are the operationalization of formal institutions. They regulate the actual interactions and relations between parties. Layer 5 of the framework contains the individual actors, all having their own specific objectives, powers, and strategies. The arrows between the different layers in the model indicate the influences between the various layers. Furthermore, technology is included in the model. Where Williamson considers technology as a given (it is not part of his four layer framework), Groenewegen and Van der Steen define technology and especially technological developments as an important cause for change in the institutional structures (Groenewegen 2005). Since a change of technology is a central notion in this research the layered model is suitable for the institutional analysis in this research.
8
2.3
Competitive analysis
A competitive analysis is included in this research to determine whether the introduction of local renewable heating systems has impact on the current market for heating systems. For the competitive analysis the five forces framework of Michael Porter is used. Michael Porter is an economist professor at Harvard Business School. His five forces framework has been very influential in the field of strategy, ever since it was published in 1979 (Porter 2008). According to Porter for a company to understand the profitability of an industry, insight needs to be obtained in the industry’s structure. The structure of an industry depends on the existence of five forces of competition, which are shown in figure 2.2. Next to rivalry among existing competitors Porter identifies four additional sources of competition. Understanding the five competitive forces and their underlying causes, reveals the roots of an industry’s current profitability and provides a framework for anticipating and influencing competition, and thereby profitability, over time. These five forces are the same for every industry and for this reason the five forces framework can be applied to any industry (Porter 2008).
Figure 2.2 The five forces that shape industry competition (Porter 2008)
2.4
Conclusions
The aim of this chapter was to provide insight in the research approach and the theories applied in this research. To be able to provide insight in the market opportunities for local renewable heating systems firstly the current situation with respect to heating in the built environment needs to be assessed. Secondly, the needs and objectives of the important stakeholders involved with heating in the built environment have to be analyzed. The third research step is an analysis of the working principle and performance of local renewable heating systems. Fourthly, an analysis of the institutional environment and institutional arrangements needs to be executed to determine the socio-economic potential of local renewable heating systems. Lastly, a competitive analysis is executed to determine the impact of local renewable heating systems on the current market for heating. The results of the various research steps are presented in the next chapters.
9
3
Heat demand of the built environment
The aim of this chapter is to provide insight in the current situation with respect to the heat demand in the built environment in the Netherlands. The built environment can be divided into dwellings and utility buildings. This distinction is also made in this chapter. Firstly, the composition of the housing stock and the energy demand of dwellings is explained. Secondly, an overview is presented of the ownership of the housing stock. The same is done for utility buildings. The last section contains the main findings of this chapter.
3.1
Dwellings
The total Dutch housing stock consists of a little over 7 million homes. Around 70% of all houses are single-family homes and the remainder are multi-family homes (Harmsen and Harmelink 2007). Around 50% of all houses is constructed after 1971, 30% in the period between 1946 and 1970 and the remaining 20% is built before 1946 (Ministerie van VROM 2006). This information is visualized in figure 3.1. 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
single-family multi-family
before 1946
1946-1970
from 1971
Figure 3.1: Housing stock according to type and age of dwelling. Based on (Ministerie van VROM 2006)
In the years 2000 to 2006 the size of the total housing stock increased annually with on average 70.000 houses (construction minus demolition). The growth of the housing stock was especially on the account of single-family homes (Ministerie van VROM 2006; Manshanden, Koops et al. 2010). The financial crisis, that started in the summer of 2007, has however influenced the construction sector. In 2010 less than 56.000 houses were completed, which is the lowest number since 1952 (NOS 2011).
3.1.1 Heat demand of dwellings Dwellings have a demand for low temperature heat (<100 °C) that is used for space heating and for the heating of tap water (Agentschap NL 2010). In general, dwellings have no demand for cooling. Space heating The amount of heat for space heating a dwelling demands depends on the heat losses, the user surface area of the house and the behavior of its inhabitants (Ministerie van VROM 2006; Van Eck 2010). During the heating season dwellings lose heat in two ways. Firstly, as a result of ventilation. Secondly, via floors, walls and the roof as a result of transmission. Total heat loss depends on the type of house and the degree of insulation applied. Different types of houses have different surface areas via which heat can be lost due to transmission. For a detached house this surface area is larger than for a terraced house. For this reason, in general, a detached house has a larger heat demand than a semi-detached house, which has again a larger heat demand than a terraced house – all other things being equal. The relation between the type of house and the
10
annual heat demand is represented in figure 3.2. The heat demand of a detached house is on average 45% higher than the average heat demand for space heating, the heat demand of a semi-detached house is 10% higher. Terraced houses have a heat demand that is 10% lower than average and the heat demand of apartments is even 30% less than average (Menkveld 2009).
Figure 3.2: Heat demand of a dwelling in relation to housing type
The degree of insulation of a dwelling is an important determinant of its heat losses and therefore for its heat demand. Insulation reduces the amount of heat loss that is the result of transmission. Figure 3.3 shows the degree of insulation of dwellings in relation to the date of construction. The degree of insulation is an indication of the part of the building component that is insulated. It does not provide information on the insulation value of the insulation material. The thickness and type of insulation material determine its insulation value. For glass the so called U-value, or heat transfer coefficient, indicates its insulation value (Senternovem 2005). For insulation material the same information is provided by the thermal resistance value Rd (Milieucentraal 2011). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
ground floor outer wall roof glazing
before 1946
1946-1970
from 1971
Figure 3.3: Degree of insulation per building component in relation to the date of construction
As becomes clear from figure 3.3 there is a strong relation between the degree of insulation and the date of construction. The degree of insulation is highest in houses built after 1970. Most of these houses have been insulated during construction as a result of regulation. The first regulation on insulation dates from 1965. Since 1975 roof insulation was mandatory for new constructed buildings, outer wall insulation from 1979 and floor
11
insulation from 1983 (Agentschap NL 2011). In dwellings constructed before 1971 insulation has not been implemented during construction, but later during the lifetime of the buildings. As can be seen in figure 3.3 the degree of insulation is almost the same for pre-war as for post-war buildings before 1970. As was indicated, apart from the type of house and the degree of insulation applied the user surface area of a house affects heat demand. The user surface area of a house has a positive relation to the amount of heat demanded. The larger the house the higher the heat demand will be – all other things being equal. The last important determinant of a dwelling’s heat demand is user conduct: the behavior of the dwelling’s occupants. Not surprisingly, the amount of heat that is demanded by a dwelling is affected by the temperature an occupant likes the rooms in its house to be or the number of rooms that are heated (Leidelmeijer and Grieken 2005). Hot tap water In contrast to the demand for space heating the demand for hot tap water is independent of the type of building, degree of insulation and age of the building. The best indicator for hot tap water demand of a dwelling is the number of inhabitants (Benders, Jong et al. 2004). The relation between the number of inhabitants of a dwelling and tap water demand is represented in figure 3.4. As can be seen this relation is almost linear.
tapwater demand (liters/day)
268 225,2 183,6 105 58
1
2 3 4 number of family members
5
Figure 3.4: Hot tap water demand of household in relation to the number of family members.
In practice, large dwellings often have a larger tap water demand. This results from the fact that larger houses often have a bath or second bathroom (Annex I; Van der Wielen). Energy label The official indicator for the energy performance of dwellings is the energy label. The energy label was introduced in the Netherlands in January 2008, as a result of the European Energy Performance of Buildings Directive (European Parliament and The Council of the European Union 2002). The energy class (A to G) or color (green to red) of the energy label shows how energy efficient a dwelling is when compared to other dwellings with the same characteristics. A or green means that a building is very energy efficient and G or red indicates that a building is very energy inefficient (Milieucentraal 2011). The presence of the various energy labels in the current housing stock is shown in figure 3.5. Approximately 25% of the total housing stock is currently “labeled”.
12
25% 20% 15% 10% 5% 0% A
B
C
D
E
F
G
Figure 3.5: Composition of total housing stock by energy label (Ministerie van VROM 2006)
In fact the energy label is an indication of the degree of insulation that is applied in a dwelling. The relation between energy label and degree of insulation is shown in figure 3.6. Houses with energy label A or B contain most of the time all types of insulation. The lower the label the more types of insulation are missing (Ministerie van VROM 2006). The degree of insulation increased over time (see figure 3.3) and for this reason dwellings with a more recent construction date have better energy labels than similar types of houses that are built earlier. Before 1971 almost no dwellings have been constructed with labels A, B or C, but since 1996 no houses have been built with labels E, F and G. This is the result of the EPN regulation. Since 1995 the EPN regulation is in place. EPN means Energy Performance of New Buildings (Dutch: Energie Prestatie Nieuwbouw). The energy performance of a building is an indication of the energy efficiency of a building (Senternovem 2010). Determination of the EPN happens by means of the EPC or Energy Performance Coefficient. For each newly constructed building the EPC is determined by looking at the characteristics of the building, the energy installations that are installed in on or the building and a standardized users’ conduct (Senternovem 2010). The more efficient a building, the lower EPC value it will obtain. The required EPC value is st gradually reduced since the introduction in 1995 and is 0,6 since January 1 2011 (Annex I; Awater). 100% 80% floor 60%
outer wall
40%
roof
20%
glazing
0% A
B
C
D
E
F
G
Figure 3.6: Relation between energy label and degree of insulation.
Quantified heat demand of dwellings As becomes clear from the above, various factors determine the heat demand of a dwelling. Apart from being acquainted with these factors, for the means of this research it is necessary to also have insight in the actual annual heat demand of dwellings. Where electricity demand is expressed in kilowatt-hour (kWh), heat demand is 9 3 measured in gigajoules (GJ). A gigajoule equals 10 joule (De Jong 2010) or around 30 m of natural gas (EnergieNed and Netbeheer Nederland 2009). In literature various specifications of the demand for space heating of dwellings can be found. Within the scope of this research for the average heat demand of the existing housing stock a value resulting from ECN research is used. This value is also used by the “National Expertise Centre of Heat”, which is founded by the Ministry of Economic Affairs to promote the use of renewable heat and cooling in the Netherlands. According to this ECN research the average heat demand for space heating purposes of the existing housing stock equals 3035 GJ per dwelling per year (Menkveld 2009). This value has been confirmed by the heat department of energy company Nuon (Annex I; Van der Wielen). The average heat demand for space heating of new constructed
13
dwellings, which meet the EPC norm of 0,6, is 18 GJ. This heat demand corresponds with the value used by Nuon Heat in feasibility studies for new district heat projects (Annex I; Van der Wielen). The tap water demand of a dwelling is, as mentioned earlier, independent of type and year of construction, but is mainly determined by the number of residents. Currently, the average number of people per household equals 2,2 (CBS 2010). The average heat demand for tap water heating per household is 7,2 GJ/year (Annex I; Van der Wielen).
3.1.2 Ownership of dwellings The majority of Dutch dwellings, around 60%, is owner-occupied (see figure 3.7). Housing corporations, who have the ownership of social rental homes, currently own 30% of total housing stock – more than 2 million houses. The remainder of houses is owned by private investors. 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
single-family multi-family
social housing
private rental
owner-occupied
Figure 3.7: Housing stock by type of house and ownership. After: (Ministerie van VROM 2006)
3.2
Utility sector
The utility sector is a very heterogeneous sector, consisting of many different categories of buildings including offices, shops, buildings for educational purposes, hospitals and nursing homes (Harmsen and Harmelink 2007; Rooijers, Leguijt et al. 2010). In the Netherlands there are over 400.000 utility buildings that together cover over 2 180 million m of gross-floor area (Dutch: bruto vloer oppervlak). Offices account for the largest share of floor 2 area. The 76.000 Dutch offices buildings together cover 46,5 million m (Ministerie van VROM 2010; Prendergast and Jeths 2010; Schneider, Steenbergen et al. 2010). In this research the utility sector is demarcated to offices. Figure 3.8 shows the distribution of the total amount of offices by period of construction. 25% 20% 15% 10% 5% 0% before 1900
1901-1950 1951-1974 1975-1990 1991-1999 2000-2010
Figure 3.8: Offices according to period of construction. After: (Prendergast and Jeths 2010)
The construction and renovation of utility buildings has been struck by the financial crisis. In 2009 and 2010 the production of utility buildings decreased with around 10% per year. Currently 14% of office buildings is empty. This share is expected to rise to 25% in 2015 as a result of the introduction of “het Nieuwe Werken” (“the New
14
way of Working”) and the reduction of the size of the civil service (Van der Geest 2011). It is expected that construction will not recover in 2011, but the renovation of utility buildings will (Manshanden, Koops et al. 2010). In general office buildings are renovated every 10-15 years to comply to the requirements of the user (Menkveld and Beurskens 2009).
3.2.1 Heat demand of offices Like dwellings, offices have a demand for low temperature heat (<100 °C) for space and water heating. Furthermore, many offices also have a demand for cooling. In 2007 almost 60% of offices had a cooling system installed (Menkveld and Beurskens 2009). There are two important determining factors for the heat demand of offices. The heat demand of an office depends firstly on the amount of floor surface. More than half of the offices in the Netherlands are large buildings 2 with a floor surface of over 5000 m (Menkveld and Beurskens 2009). Secondly, the heat demand of an office is determined by the degree to which insulation is applied. As can be seen in figure 3.9 a lot of improvement took place with respect to insulation in the period 2004 to 2008. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
bad reasonable
roof
floor
outer wall
2008
2006
2004
2008
2006
2004
2008
2006
2004
2008
2006
2004
well
glazing
Figure 3.9: Development of insulation of offices 2004-2008. After: (Agentschap NL 2011)
In January 2008 the energy label has also been introduced for offices. At the end of 2010 around 8000 energy labels were issued which means a little over 10% of offices currently has an energy label. Figure 3.10 shows the energy performance of the offices that are currently labeled. The A label is well represented, but so is the G label. Like dwellings also newly constructed utility buildings have to comply with the EPN regulation. The required EPC value for offices is currently 1,1 (Remkes 2003). 2500 2000 1500 1000 500 0 A
B
C
D
E
F
G
Figure 3.10: Number of energy labels provided to offices end 2010. After: (Agentschap NL 2011)
Almost no information can be found in literature on the heat demand of offices. Figure 3.11 shows the average annual heat and cold demand of office buildings per unit floor surface. The heat demand for space heating is very
15
dominant. It is a factor 100 larger than the heat demand for tap water heating. The values as represented in figure 3.11 will be used in this research.
Energy demand (MJ/m2)
500 400 300 200 100 0 space heating
cooling
tap water heating
Figure 3.11: Thermal energy demand offices per function in MJ/m2 – values for 2008
3.2.2 Ownership of offices The information on the ownership of offices in the Netherlands is not unambiguous. In literature different figures can be found. A limited amount of offices (a share of around 15%) is owner-occupied (Hoevenagel and Brammer 2009). A very large share of the total office stock is owned and rented out by institutional investors and property funds. According to an ECN research from 2009 this is 81% of offices (Menkveld and Beurskens 2009). The government is also an important owner of office buildings. It is estimated that 20% of all offices is owned by governmental organizations (Ministerie van VROM 2010). The Government Building Department (Rijksgebouwendienst) is in charge of almost half of these offices (Agentschap NL 2011).
3.3
Conclusions
This section presents the main findings of this chapter to be used in remainder of this research. Dwellings The total housing stock consists of around 7 million dwellings. Annually around 70.000 new houses are constructed. However, the financial crisis created uncertainty on the housing market. As a result the level of new construction is currently historically low. Based on size, the existing housing stock is the most important market for local renewable heating systems. Dwellings have a demand for heat for space heating and tap water heating. The demand for space heating of a dwelling depends on a number of factors, including the type of house and degree of insulation. The degree of insulation of houses has been improving over time, mainly due to regulation. However, a lot can still be achieved since only less than 5% of the total housing stock deserves the predicate “very energy efficient”. The heat demand for tap water heating is dependent on the number of inhabitants. The values for the average heat demand of dwellings that will be used in this research are: Space heating, existing housing stock: 30-35 GJ/year Space heating, new constructed dwelling (EPC 0,6): 18 GJ/year Tap water heating, average household: 7,2 GJ/year The majority of houses (60%) is owner-occupied, around 30% of houses is owned by housing corporations and 10% by private lessors. The stakes, goals and perceptions of these real estate owners with respect to heat provision are important determinants for the potential of local renewable heating systems.
16
Utility sector In this research the utility sector is demarcated to offices. There are currently around 76.000 offices buildings in the Netherlands of which 14% is empty. This share is expected to rise in the coming years. As a result, almost no new offices buildings are constructed. Offices have a demand for heat for space heating and tap water heating and a demand for cooling. This is 2 affected by the size of the office (in m surface area) and the degree of insulation. The values for the average 2 heat demand of offices per m surface area used in this research are: 2 Space heating: 500 MJ/m 2 Cooling: 70 MJ/m 2 Tap water heating: 5 MJ/m The majority of offices is owned by institutional investors or property funds. Furthermore, the government is an important office-owner and a small share of offices is owner-occupied. To determine the potential of local renewable heating systems in offices it is important to have insight in the stakes and objectives of these parties.
17
4
Heat supply of the built environment
In the built environment there are currently various types of heating systems applied. In this chapter insight is provided in the working principles and performance of the systems for heat supply that are most used in the existing housing stock and new buildings. Firstly, it is identified which systems are currently mostly applied in both dwellings and utility buildings. Secondly, the working principle and performance of these systems is explained. The last section presents the conclusions of this chapter.
4.1
Heating systems in the built environment
In this section the systems for heating that are applied most in the current built environment and in new construction projects are elaborated on. Firstly, the heat supply of dwellings is discussed. Secondly, the situation with respect to the heat provision to offices is explained. Dwellings Currently, there are four different heating systems applied in Dutch dwellings: local heating systems, individual central-heating systems, collective heating systems and district heating. In figure 4.1 an overview is presented of the application of these heating systems in three construction periods. A local heating system is for example a gas heater. Such a system transfers the heat it produces directly to the air in the room. The number of dwellings that makes use of local heating has been decreasing. Currently, only 6% of dwellings has a local heating system. Individual central heating systems use a heat distribution and transmission system to transfer the heat through the building. An example of such a transmission system is a radiator. The number of dwellings with an individual central heating system is by far the largest (86% in 2008) and a large increase in the application of these systems took place between 1995-2008. Around 0,3 million dwellings are connected to a collective heating system (Dutch: blokverwarming). These systems are mainly situated in older apartment buildings (Van Eck 2010). In a collective heating system a central heating installation, which is most often situated on the roof of the building, supplies the heat through a pipe system through all the apartments. A district heating system (Dutch: stadsverwarming) is also a collective heating system, but it has a larger scale. In a district heating network a central heat producing facility delivers heat to multiple, geographically dispersed dwellings. Currently 4% of dwellings (0,3 million) has a connection to a district heating network (Schepers and Valkengoed 2009). 100% 80% 60%
before 1946
40%
1946-1970
20%
from 1971
0% local heating
central heating
collective
district heating
Figure 4.1: Application of the various heating systems in relation to construction period
Local heating systems became less popular over time. This is both a result of their limited comfort level and safety issues. Collective heating systems were often applied in the post-war period. Collective heating has almost not been applied in dwellings constructed after 1980. Currently still around 4% of total housing stock is connected to a collective heating system. There are multiple problems with these systems, including a very low efficiency as a result of large heat losses and mismanagement of the boiler system (Van Eck 2010). The share of individual
18
central heating has increased strongly over time. Also the number of houses with district heating increased over time and mainly in the period 2000-2006. The heating systems that are nowadays most often applied in new constructed dwellings are individual central heating systems and district heating (Ministerie van VROM 2006; Schepers and Valkengoed 2009). Offices The heating systems that are most often applied in offices correspond with the systems that are currently dominantly present in dwellings. More than 80% of offices has an individual central heating facility. A share of 6% of offices has a connection to a district heating network. Furthermore, also other heating systems are applied, including Combined Heat and Power facilities, Underground Thermal Energy Storage systems (Dutch: Warmte Koude Opslag) and heat pumps. This information is visualized in figure 4.2 (Agentschap NL 2011).
central heating
district heating
heat pump
UTES system
CHP installation
other
3% 4%
2%
2%
6%
83%
Figure 4.2: Type of heating systems applied in offices in 2009 (Agentschap NL 2011)
4.2
Dominant heating systems in the built environment
As became clear from the previous section, nowadays in both dwellings and offices individual central heating systems and district heating are most commonly applied. This section provides insight in both types of systems.
4.2.1 Individual central-heating system An individual central heating system consists of a heating installation, a heat distribution system and a thermostat (see figure 4.3). The heating installation that is mostly applied is a High Efficiency 107 combi-boiler. A combiboiler can provide heat for both space and water heating (Ministerie van VROM 2006). In the boiler natural gas is combusted. The heat that is released during this process is used to heat up water in two separate parts of the system. The first part of the system is a circuit via which water is circulated through the building for space heating. In the second part of the system hot tap water is produced. The “107” indicates the efficiency of the installation, which is theoretically 107%. The HE 107 boiler can reache this high efficiency because, unlike older types of boilers, it also utilizes the heat that is present in the exhaust gases (Nillesen installaties 2011).
19
Figure 4.3: Central heating System (PracticalDIY 2011)
The heating system in a building can be designed under various temperature regimes. A distinction can be made between a high temperature, middle temperature and a low temperature heating system. In a high temperature system the temperature of the water that enters the distribution system is 80 °C and it is 60 °C when it returns to the boiler. In older buildings high temperature heating systems have an input temperature of 90 °C and a return temperature of 70 °C. A middle temperature heating s ystem has a supply temperature of 70 °C and a retur n temperature of 40 °C. This temperature regime is on ly used in regions where district heating is applied (Annex I; Bek). In a low temperature heating system the supply temperature is at most 55 °C and the return temper ature at most 45 °C (Annex I; Van der Wielen; Bek). In some ne w buildings very low temperature regimes are present, with a supply of 35 °C and a return of 25 °C. In most Dutch buildings a high temperature heating system is present. Also in new construction projects high temperature heating is the preferred option (Senternovem 2008); (Annex I; Van Lange; Bek). There is a trade-off between the temperature in the system and the heat exchange surface required. When the temperature in the system is higher (or in fact, the temperature difference between the supply temperature and the outside temperature) less heat exchange surface is required to heat a building. A number of different types of heat exchangers are available on the market. In the Netherlands radiators are most often applied but another option is wall or underfloor heating. The required capacity of the heating installation depends on the heat demand of a building. The required capacity for an average dwelling is 16-18 kW, for space heating purposes only. For an average new dwelling (EPC 0,6) the required capacity equals 14 kW. This capacity is required to heat a building from completely cold to a desired temperature within a, in the Building Decree, specified time. The heating of tap water requires much more heating capacity. For this reason in most houses boilers with a capacity of 24 to 30 kW are installed. The required 2 capacity of an installation applied in office buildings is 0,07 kW per m of surface area. This is only for space heating purposes, since the hot tap water demand of offices is negligible (section 3.2.1) (Annex I; Van der Wielen). The characteristics of an average HE 107 combi boiler with a capacity of 24 kW, when applied in a new house with a high temperature heating system, are summarized in figure 4.4. When applied in a high temperature heating system a HE boiler has an efficiency of around 90% (Van Eck 2010). It will only obtain its high efficiency when applied in a low temperature heating system. As an input the average 2010 price level of natural gas for 3 small consumers has been used, which was €0,53 per m (including regulatory energy tax) (CBS 2011). A detailed explanation of the values in the table can be found in Annex II.
20
Average investment costs (€) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions fuel heating (kg/GJ)
3.000 18 62
Table 4.1 Characteristics of an average HR 107 boiler (capacity 24 kW)
A HE boiler system can be applied at any location where a connection to the natural gas grid is present. The system is very user friendly, because it is able to respond very quickly to changes in demand (e.g. a higher desired room temperature). Furthermore, it is highly reliable. HE boilers have a good image amongst the general public and also the Ministry of Infrastructure and the Environment (former “VROM”) promotes the use of the HE boiler. In the current energy policy the HE 107 boiler is treated as the reference system for space and tap water heating (Van Eck 2010). A detailed explanation of the current energy policy is provided in chapter 7.
4.2.2 District heating A district heating system consists of heat producing facilities, a transport network, a distribution network and a heat delivery facility at the consumer (Schepers and Valkengoed 2009). Figure 4.5 gives a graphical representation of a district heating system. Small district heating systems, with less than 1000 connections, do not have a transport network, but only a distribution network. The main district heating projects for housing and utility buildings are located in Rotterdam, Utrecht, Amsterdam, Purmerend, Almere, Arnhem, Leiden, Tilburg/Breda, Den Haag, Duiven-Westervoort, Enschede and Helmond (Van Eck 2007).
Figure 4.5 District heating system (Van Eck, Rödel et al. 2005)
In a district heating network heat is provided by a number of heat producing facilities. This heat is transported in the form of hot water into the transport network. The temperature and pressure in this transport network are high (120 °C, 16 or 25 bar). Via a transfer station, in which a temperature and pressure decrease are realized by means of a heat exchanger, the water is brought into the distribution network and delivered at the consumers. The hot water is circulated through the heating system at the consumers site and fed back into the distribution network at a lower temperature. Various combinations between supply and return temperature are possible depending on the type of heating system that is installed at the consumer. Low temperature heating is desirable because this requires a smaller distribution network (Annex I; Van der Wielen). However, as identified in the previous section, most buildings make use of a high temperature heating system. A district heating system never relies on one heat source, but always contains multiple heat producing facilities. This is to increase the systems’ security of supply, but it has also financial reasons. The main heat source in a district heating system is the so-called residual heat source. This is most often a Combined Cycle power plant, adapted for combined heat and power production, but it can also be a waste incineration facility or another industrial heat source. Additional heating capacity is provided by auxiliary heating plants, which are mostly gas fired boilers. The residual heat source requires a much larger investment than the auxiliary heating plants. For this reason it is dimensioned at a capacity at which it has the highest number of operating hours: the base load capacity. Peak load capacity is provided by the additional heaters. In most district heating projects the residual heat source is dimensioned at 30-35% of peak load capacity. At this capacity it can provide 85-90% of total heat
21
demand. This is favorable since heat from the residual heat source is less expensive than heat produced by the auxiliary heaters. The relation between the share of total capacity and the share of total heat production is shown in figure 4.6 (Annex I; Van der Wielen).
Figure 4.4: Coverage of total heat demand for each capacity (Annex I; Van der Wielen)
The total heating capacity that is required in a district heating system depends on the number of connections. As was indicated in the previous section (4.2.1) the required heating capacity for an average new constructed dwelling is 14 kW. The amount of heating capacity required for a network of houses does however not increase proportionally with the number of connections. This is because of the so-called simultaneity factor. A system with a capacity of 14 kW is required in an individual house because the heating system should be able to bring a house from completely cold in winter to a desired temperature of around 20 °C in a reasonably short ti me. The houses in a heating network are never completely cold at the same time and furthermore the different residents have different heat demand patterns. For these reasons the simultaneity factor in a network of more than 10 houses is 55% when heat is provided for both space and tap water heating. It is 50% when only heat for space heating purposes is required. So, the required heating capacity in a network of more than 10 houses does not equal 140 kW. Instead, in case of space heating only 70 kW of heating capacity is required and for both space 2 2 and tap water heating 77 kW. For offices the required heating capacity per m of surface area equals 0,07 kW/m . Offices have a simultaneity factor of 70%. In general, district heating projects are only developed at large scale in the presence of a large residual heat source. Projects with at least 1000 connections are required, but more is preferable (Annex I; Van der Wielen). The connection of small new construction projects (a number of offices or a small number of houses) to district heating is only done when there is an existing network. This is called “network compaction” (Dutch: netverdichting). The efficiency, costs and environmental performance of a district heating network are very dependent on local circumstances (Van Eck 2010). The efficiency of the system depends on the efficiency of the tapping of steam from the heat production facility, the heat losses in the transport and distribution network and the energy demand of the consumers (Schipper and Meer 2007). The total investment costs of the system are mainly determined by the costs of the network, the connection to the residual heat source and the auxiliary heating plants. The environmental performance of the system, in terms of CO2 emissions, depends on the nature of the residual heat source and the share of heat demand that is provided by residual heat. A waste incineration facility has for instance a better environmental performance than a CHP plant (Van Eck 2010). New district heating networks are not developed in existing residential areas. Sometimes, existing buildings are connected to existing networks though. An example of such a project can be found in Amsterdam-North. In this area 4000 existing dwellings are connected to the existing district heating network (De Jong 2007).
22
Figure 4.7 shows the characteristics of a district heating network. The figures are based on values found in literature and expert information. The large ranges result from the high differences between district heating networks caused by large differences in local circumstances. An additional explanation of the values in figure 4.7 is provided in Annex III. Average investment costs per connection (€) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions (kg/GJ)
At least 6000 2-15 10-35
Table 4.2: Characteristics of an average district heating network
The comfort level and ease of use of a district heating connection is comparable with a gas-fired boiler (Annex I; Rödel). District heating networks traditionally do not have a very good image amongst the general public (De Jong 2010).
4.3
Conclusions
The conventional heating system in both existing buildings and in new construction projects is an individual central heating system with a natural gas fired HE 107 boiler. The other heating system that is regularly applied in existing buildings and in new construction projects is district heating. Furthermore, a significant number of dwellings, mainly situated in older apartment buildings, make use of a collective gas-fired boiler for space heating and hot tap water provision. These collective heating systems have not been applied in new housing projects since 1980. The heating system in a building can be designed under various temperature regimes, with different combinations of input and return temperatures. In most buildings a high temperature heating system is present (input 90 or 80 °C, return 90 or 70 °C). Also in new construction p rojects high temperature heating is most often applied. The required capacity of a heating installation depends on the heat demand of a building. The required capacity for an average dwelling is 16-18 kW, for space heating purposes only. For an average new constructed dwelling the required capacity equals 14 kW. The heating of tap water requires much more heating capacity. For this reason in most houses boilers with a capacity of 24 to 30 kW are installed. The required capacity of an installation 2 applied in office buildings is 0,07 kW per m of surface area. When multiple houses or offices are connected in a network the total amount of heating capacity required does not increase proportionally with the number of connections as a result of the simultaneity factor. The simultaneity factor for houses in case of space heating only is 50%. It is 55% for space and tap water heating. Offices have a simultaneity factor of 70%. HE boilers can be applied in both existing estate and in new constructed buildings under any temperature regime in the presence of a connection to the natural gas grid. District heating systems are only developed for large new housing construction projects (at least 1000 connections), in the presence of a large residual heat source. In case of small housing projects, in general, no new network is developed. These will only be connected to an existing heat distribution network. The same counts for existing buildings. District heating can be applied in both high, medium and low temperature heating systems. The financial and environmental performance of HE boilers and district heating is presented in the following table. In general, HE boilers have a better image than district heating.
Investment costs per connection (€) Costs of heat (€/GJ) CO2 emissions (kg/GJ)
HE boiler 3.000
District heating At least 6000
18 62
2-15 10-35
23
5
Stakeholder- and network analysis
In the previous chapters insight is provided in the heat demand of the built environment and the systems that are currently applied most to supply this heat. The aim of this chapter is to give insight in the decision making process towards the implementation of a heat supply system in the built environment. An actor- and network analysis has been carried out to create an overview of the stakeholders that are involved with or have influence on this decision making process. In this chapter insight is provided in the positions, stakes and goals of the most important stakeholders, or so-called actors, and the relationships between them. The outline of this chapter is as follows. In the first section the actors that are directly involved in the establishment of a new heating system are identified by describing the different phases in the development of a new building or residential area. In section two an additional explanation is provided of the actors that are identified in the first section, including their stakes and resources. Also the important indirectly involved stakeholders are described in this section. The third section presents the network analysis, which shows the relations between the actors involved. In the fourth and final section the conclusions of the actor- and network analysis are formulated.
5.1
The development of a residential area or building
To determine which actors are influential in the establishment of a new heating system in the built environment in this section the development of a new residential area or building is explained. An overview is provided of the different phases in the development process and the actors that are involved in each phase. The development process of a new residential area consists of five phases (Van Eck 2010). A graphical representation of these phases is shown in figure 5.1.
Figure 5.1: Phases in construction of new residential area or building. Based on (Van Eck 2010)
The first phase in the realization of a residential area is the design phase. In this phase an architectural and constructional design is made for the outline of the residential area. Furthermore, a choice is made regarding the energy supply systems to be realized, including the heat supply system. It depends on the level of ambition by which the municipality issues the land which parties are involved in the design phase. In case the municipality has no ambitious climate- and energy policy a project developer has the lead during this phase, together with an architect. The project developer is than free in the choice of the energy supply systems. To obtain a construction permit the design of a building must comply with certain requirements on energy performance that result from the Energy Performance of New Buildings (EPN) regulation. The municipality is responsible for the granting of the construction permit. Municipalities that do have ambitious energy objectives will develop an energy vision for the area, often in collaboration with the project developer and supported by one or multiple energy consultancy companies. Sometimes also energy companies are involved (Annex I; Van Bulderen, Boogaard, Bek). The second phase in the process towards a new residential area is the tendering phase. The construction of the buildings, including or excluding the realization of the heat supply system is put out to tender. The project developer tenders the construction of the residential area to a building contractor. The tendering procedure for the energy supply systems differs. In case the municipality obliges a specific type of system the municipality invites for tenders and concludes the contract with the party that will realize the system. This is for instance the case when a municipality prefers the application of district heating. When a municipality has formulated specific environmental targets but did not oblige the means by which these targets are to be realized the project developer will look for parties to realize the energy system (Annex I; Van Bulderen). In both situations, this can be energy companies or specialized installation companies, depending on the energy system chosen. However, when no
24
ambitious municipality is involved, the project developer leaves the complete construction of the buildings, including the energy systems, to the building contractor. This most often results in the choice for the most traditional heating system: natural-gas fired individual central heating boilers (Annex I; Bek). Phase three is the construction phase, in which the building contractor has the lead. The building contractor hires sub-contractors for specific tasks. An important sub-contractor in relation to the energy systems is an installation company. In case the heating system is directly contracted out by the municipality or project developer to a specialized installation company or energy company these will have to work in cooperation with the building contractor. Phase four is the completion of the residential area. The houses are transferred to their owner(s) by the building contractor. This transfer of ownership initiates the fifth phase, the occupation phase. During the occupation phase the important actors are the owner and the occupant of the building. This can be the same party, in case of an owner-occupier. However, the building can also be occupied by tenants. In relation to the heating systems also an energy (service) company is involved. In the following two figures an overview is presented of the actor involvement in the five phases in case of a municipality without a specific energy policy for new construction projects (figure 5.2) and a municipality with high energy- and climate ambitions (figure 5.3).
Figure 5.2: Actor involvement “unambitious” municipality
Figure 5.3: Actor involvement “ambitious” municipality
These five phases are similar for the development of a single office building and for the development of a small number of dwellings. In this case it is likely that the involvement of the municipality is much smaller and only encompasses the granting of the construction permit. In relation to the design of a single office building, the energy- and climate objectives of the owner (-occupier) are important. For existing buildings only the occupational phase and the actors in this phase are of relevance. As was identified in the chapters 3 and 4 only a very limited amount of dwellings and office buildings deserves the predicate “very energy efficient”. Furthermore, the majority of dwellings and offices makes use of a gas-fired heating system. So, with respect to the energy performance of existing buildings a lot of improvements can be made. Whether these improvements are actually made depends on the stakes and goals of the owners and occupiers of the buildings. These are explained in the next section.
5.2
Actor analysis
This section provides additional insight in the stakeholders that have been identified in the previous section. For each stakeholder a general description is given, its main interests are formulated and its goals and perceptions
25
are described with respect to energy in general and heat more specific. Apart from the stakeholders that are directly involved in the construction of new buildings also an number stakeholders are described that are indirectly involved. Their relation with and influence on the stakeholders in the building process is explained in the next section. A distinction has been made between actors involved before the occupation phase, real estate owners and occupiers and indirectly involved actors. Actors involved before the occupation phase The following actors are of influence in the design, tender, construction and/or completion phase of a building. • Property developers Property developers have a central position in the development of new buildings and residential districts. They are often already involved in the formulation of the vision for a new residential district (Annex I; Kemmeren). For this reason their influence on the energetic quality and the type of energy supply system in new estate is large. Traditionally, the objective of these companies is to provide what the market demands at minimal risks and against minimal costs (Van Eck 2010). Examples of large Dutch property developers are Heijmans, Volker Wessels, Blauwhoed and BAM. They are united in sector organization NEPROM (NEPROM 2010). Housing corporations are also a very important property developer. Around 50% of new construction is commissioned by housing corporations (Annex I; Van Donselaar). In the development of new buildings property developers are bound to the Energy Performance of New Buildings (EPN, Energie Prestatie Nieuwbouw) regulation. The energy performance of a building is an indication of the energy efficiency of a building (Senternovem 2010). Determination of the EPN happens by means of the Energy Performance Coefficient (EPC). The more efficient a building, the lower EPC value it will obtain. The required EPC is 0,6 since January 1st 2011 (Agentschap NL 2011) (Annex I; Awater). Project developers are mainly cost driven and try to obtain the required EPC value in the most cost effective manner (Annex I; Van Bulderen, Bek). Measures that are well priced and favorably valued in the EPN regulation are popular. If project developers are given the free hand they are likely to implement only gas-fired HE-boilers in new residential areas (Annex I; Bek). The sector organization for property developers, NEPROM, has a covenant with the national government on energy savings in new construction (VROM, Bouwend Nederland et al. 2008). • Architects Architects have a central role in the design phase of a new building or residential district. In general, they have limited expertise on energy-related issues (Van Eck 2010). • Building contractors Building contractors have the lead in the construction phase of a new residential area or building up until the transfer of the building(s) to the owner(s). Building contractors obtain projects from property developers by tender. Their objective is then to realize the project within specifications, against minimal costs. An increasing number of building contractors focus on energy neutral building, in response to market demand. The interest group of building contractors “Bouwend Nederland” has formulated goals on renewable energy which are laid down in a covenant with the national government (Minister van VROM, Minister van WWI et al. 2008; Van Eck 2010). • Energy companies Energy companies are a very important party in the conventional ways of heating. They sell, install and maintain HE-boilers, supply natural gas to end consumers and operate district heating networks. Companies or private consumers that wish to improve the energy performance of their building or want to switch to a renewable energy system often turn to their energy company for advice. Energy companies have a lot of knowledge on various renewable heating technologies. They are however traditionally focused on large scale projects and aim for significant financial returns (Van Eck 2010). • Installation companies Installation companies install and sell heating systems in both existing buildings and new construction projects. The majority of installation companies is currently only involved in sales and installation of HE boilers (Van Eck 2010). Sector organization Uneto-Vni represents 5500 installation companies, of which 20 are large, 500 are medium-sized and 4800 are small companies. Around 85% of these companies is not involved in renewable heating systems. The large companies that do execute renewable heating projects only work for industry and
26
hospitals. The medium-sized companies only participate in new construction projects. The small companies do not offer renewable heating systems (Annex I; Bek). Many installation companies advise against renewable heating systems because they do not have any experience with these systems (Menkveld and Beurskens 2009). • Energy consultancy companies Energy consultants advise municipalities, housing corporations, project developers and various other organizations on their energy visions for new-construction and renovation projects. They have a large influence on the demand for specific heat supply systems. Each energy advisor has its own “favorite” supply system (Annex I; Van Bulderen, Van Eck, Kemmeren). Energy consultants are united in the FedEC (FedEc 2010). • Municipalities As was identified above municipalities have a central, if not decisive role, in the realization of renewable heating systems. A lot of municipalities have their own energy- and climate policy. The municipal targets are often more ambitious than the national policy objectives (Annex I; Sikken, Kemmeren). In different ways municipalities can exert their influence to obtain their energy- and climate goals. Firstly, municipalities have the lead in the formulation of visions for new residential districts. In such visions there is room for specific targets in the field of renewable energy. Municipalities sometimes prescribe specific energy technologies (Annex I; Boogaard, Van Bulderen, Kemmeren). The energy system of a new residential area is sometimes put out to tender. To obtain such a tender companies need to have a project proposal with good financial characteristics, but also contribute to the municipal energy- and climate targets (Annex I; Van der Wielen). Secondly, municipalities are responsible for the execution and enforcement of the EPN regulation via zoning schemes and construction permits (Van Eck 2010). Thirdly, some municipalities, including Texel and Apeldoorn, establish local renewable energy companies. They become an active participant in the local production of renewable energy (Annex I; Sikken). Lastly, municipalities conclude agreements with parties that are influential on existing estate or to-be-constructed building in the realization of their energy related targets. Examples are housing corporations or supermarket chains. Real estate owners and occupiers The actors that are described here are of influence during the occupational phase of a building. For this reason these actors are important in relation to existing buildings and the heating systems applied in existing buildings. • Housing corporations Housing corporations are large real estate owners. They own around 75% of all rental houses (Ministerie van VROM 2010) and one third of total Dutch housing stock (Centraal Fonds Volkshuisvesting 2010). In the Netherlands there are more than 400 housing corporations. Around 45% of corporations own less than 2000 dwellings, another 45% owns 2.000-10.000 dwellings and the remaining 10% of corporations has the ownership of more than 10.000 dwellings (Rooijers, Keizer et al. 2006). Examples of large corporations operating in the metropolitan area of the Randstad are Ymere, Woonbron and Vestia. Most corporations are united in sector organization Aedes (Aedes 2010). Traditionally, a housing corporation is a non-profit organization that builds, exploits and rents out affordable housing accommodation. Nowadays, the corporations’ field of activity is more comprehensive than these traditional tasks. Housing corporations are also involved in the improvement of the social environment of neighborhoods, the selling of estate to private parties and complete project development (Van Eck 2010). The rights and obligations of housing corporations are laid down in the Civil Code and the Property Law (Woningwet). The supervision on and range of duties of housing corporations are listed in the Decree management social housing (Besluit beheer sociale-huursector) (Ministerie van VROM 2010). The main objective of a housing corporation is the management of the total costs of housing of its tenants. The costs of housing consist of rents and energy expenditures. For this reason, the energy policy of housing corporations is focused on energy saving: the reduction of energy expenditures (Annex I; Van Donselaar). All corporations united in sector organization Aedes have committed themselves via an energy savings covenant with the Ministry of VROM to the objective of saving 20% of total gas consumption of the existing housing stock, to be realized in the period 2008 to 2018. Renewable energy is mentioned in the covenant, but no objectives are formulated (Annex I; Spierenburg, Van Donselaar, (Aedes, Ministerie van VROM et al. 2008). Housing corporations try to realize the energy savings by the implementation of energy demand reducing measures, mainly insulation. This is easy to realize in the case of major renovations, but much more difficult in
27
existing dwellings - not only from a technical but also from an organizational point of view. A building that is undergoing a large renovation is not occupied. The corporation can implement the energy saving measures and has the freedom to recover the investments made via the rent. A corporation is allowed to increase the rent of a dwelling at the moment the tenant changes. When housing corporations invest in energy saving measures in a building that is occupied, it is not sure they will be able to recover the investment. A corporation is only allowed to pass on the costs of an investment to its tenants with the consent of at least 70% of these tenants. When 70% of tenants vote in favor of an investment the remaining 30% may be obliged to cooperate. In practice this provision is almost never used since corporations try to accommodate to the wishes of their tenants as much as possible (Annex I; Spierenburg) (Rooijers, Keizer et al. 2006). • Owner-occupiers dwellings A large share of the Dutch housing stock is inhabited by owner-occupiers. A distinction can be made between owner-occupiers living in a detached house and owner-occupiers living in a building with multiple apartments. The former can decide individually on investments in energy related measures. The latter are often united in an owner’s association (Vereniging van Eigenaren). All members of such an association have to give their assent to an investment before it can be made (Rooijers, Leguijt et al. 2010). Not many house owners are concerned with the improvement of the energy performance of their house. There are various reasons for this. Firstly, there is a lot of ignorance. People are often not aware of their own energy use, do not know which energy saving measures are available, have insufficient insight in the financial benefits of an energy-efficient house and are not aware of grant opportunities (Rooijers, Keizer et al. 2006). Secondly, for many people energy expenditures are considered a too small share of the total household expenses to execute activities to improve the energy performance. Thirdly, often no complete assessment is made of the costs and benefits of energy saving measures. The required investment is considered too high, but the energy costs that will be saved as a result of the investment are not taken into account in the investment decision (Rooijers, Leguijt et al. 2010). Lastly, people are of the opinion that the implementation of energy saving measures causes a lot of nuisance, which leads to resistance (Rooijers, Keizer et al. 2006). Households that do have a willingness-to-invest in energy saving measures are often young of age, have high incomes and are environmentally conscious. Their willingness-to-invest results from a desire to increase the comfort level of their house, decrease their monthly energy expenditures and decrease their impact on the environment. The energy performance of the property does not determine the willingness-to-invest. Investments are most often made when the house is recently acquired (Leidelmeijer and Grieken 2005). • Owner-occupiers utility buildings Most companies that occupy utility buildings are characterized by a focus on their core business. Energy knowledge and awareness are often very limited (Harmsen and Harmelink 2007). Some large corporates are however actively involved in the improvement of the energy performance of their organization out of reasons of corporate social responsibility (Knegt 2010) and probably also for their own image. Examples are ABN AMRO and Philips (Weperen 2006). A number of companies with many offices participate in a long-term energy efficiency agreement with the national government (Agentschap NL 2011). For the majority of office owners that do invest in energy saving measures the reason to do so it to decrease their energy expenditures. A second reason is ‘the environment’ (Hoevenagel and Brammer 2009). • Private property owners The majority of offices is owned by institutional investors and property funds. These parties do not pursue in energy saving or renewable energy. There is no incentive for them to invest in energy saving measures or renewable heating systems, since they will encounter the costs and the occupant of the building will have the benefits (Rooijers, Leguijt et al. 2010). • Tenants Almost half of Dutch population consists of tenants and the majority of them live in houses owned by housing corporations. The main concern of most tenants are their housing expenses – the monthly rent and energy bill. Tenants desire low rental costs and low energy costs (Van Eck 2010). In general tenants prefer to have an individual heating facility instead of a collective one. Collective heating facilities have a negative image (Annex I; Spierenburg).
28
Indirectly involved actors The following parts of government are of indirect influence on the heating systems applied in buildings. • Ministry of Economic Affairs, Agriculture and Innovation The ministry of Economic Affairs (EA) has the integral responsibility for the Dutch energy policy, including renewable energy (Van Schaik 2010). EA aims for an available, affordable and clean energy supply system. The focus of the Rutte-Verhagen government is on security of supply and the cost effectiveness of (renewable) energy options. The national targets for renewable energy follow the European targets. This means that a 20% CO2 reduction and a share of 14% renewable energy need to be realized by 2020. There are no specific targets for renewable heat. • Ministry of Infrastructure and the Environment (former “VROM”) The Ministry of Infrastructure and the Environment is responsible for the coordination of the energy savings policy and the Green Deal. Furthermore, I&E has the responsibility for the realization of the European target of 20% CO2 reduction by 2020 (Van Schaik 2010). The energy performance legislation (the EPC norms) is also part of the scope of I&M. • Provinces Provinces have various responsibilities in the fields of spatial planning and environment. Provinces formulate a so-called ‘structure vision’ (structuurvisie) which contains their spatial planning policy (VHP, UMC et al. 2010). Provinces can include ambitions related to renewable energy in their structure vision by identifying specific locations for renewable energy generation. Furthermore, various provinces have set up incentive schemes for climate- and energy initiatives in general or certain renewable energy technologies more specifically (Van Eck 2010). The current role of provinces in energy policy differs largely per province (Annex I; Kemmeren). The provinces and the (previous) national government have signed a climate- and energy covenant by which the provinces declare to cooperate in the achievement of the national renewable energy targets (IPO, Ministerie van VROM et al. 2009).
5.3
Formal relations
The following figure is a representation of the network analysis. It shows the various types of formal relations that exist between the identified stakeholders. A distinction has been made between two types of relations. Firstly, hierarchical relationships: decisions made by one organization are binding for the other organization. Secondly, relations of influence. A relation of influence is not as “heavy” as a hierarchical relationship but the behavior of the actor under influence is, to some extent, influenced by the other actor.
29
Figure 5.4: Formal relations between the actors
Various hierarchical relations are shown in figure 5.4. The ministry of Infrastructure and the Environment has a hierarchical relationship with both property developers and housing corporations, in their role as property developers, based on the energy performance legislation. Property developers have to meet the EPC norms formulated by the ministry of I&E for all new constructed buildings. I&E has also a hierarchical relationship with energy companies as a result of I&M responsibilities related to the European emission trading system (EU ETS). This is a shared responsibility of the ministries of I&M and EA. Energy companies have to comply to this EU ETS. Municipalities have hierarchical relationships with property developers and housing corporations firstly because of their responsibility for the execution and enforcement of the EPN regulation via the construction permits. Secondly, municipalities can formulate requirements for new residential districts and the energy systems in new residential districts that property developers have to comply with. Municipalities can oblige the implementation of a specific heating system (Annex I; Van Bulderen). Provinces can overrule municipalities on issues of spatial planning, which includes the location of renewable energy facilities. A recent example of this the prohibition of the province of Groningen of the placement of a biomass fermentation installation in the village of Zijldijk for reasons of landscape pollution (De Preter 2011). Housing corporations have a hierarchical relationship to their tenants. They are allowed to carry out a rent increase to recover energy-related investments with the consent of only 70% of tenants. In practice corporations most of the time respond to the wishes of their tenants (Annex I; Spierenburg). For this reason in figure 5.4 a relation of influence is shown from “tenants” to “housing corporations”. The ministry of I&E has relations of influence with a lot of commercial parties and with the lower authorities. These represent the various covenants I&E’s successor, the ministry of VROM, has concluded with the sector organizations of housing corporations, property developers, building contractors and companies that own many
30
offices on energy savings and renewable energy. These covenants have mainly the form of Gentlemen’s Agreements. They contain an obligation of effort and are not binding with respect to the objectives. A lot of municipalities have also closed similar agreements with local housing corporations on the implementation of energy reducing measures or renewable energy generation capacity. An example is the covenant between metropolitan area Rotterdam and the local corporations with the target to improve the energetic quality of the existing housing stock (Gemeente Roosendaal 2010; Kaper, Govaart et al. 2010). Energy consultancy companies have influence on municipalities, housing corporations and property developers. These parties hire these consultancy companies because of their own limited knowledge on energy installations. Lastly, the various companies included in the analysis are to a certain extent influenced by their (potential) customers. Energy companies, architects, property developers, installation companies and building contractors will increase their participation in renewable heating systems when the market demand for such systems increases.
5.4
Conclusions
From the stakeholder- and network analysis a number of conclusions can be drawn. A distinction can be made between the actors involved in new construction projects and in existing buildings. New construction projects The central actors in new construction projects are property developers. As a result of the energy performance legislation that acts upon the energy performance of new constructed buildings property developers have to pay attention to the energy performance of new buildings. In practice, property developers aim to achieve the requirements against minimal costs. This will most often lead to the implementation of conventional HE boilers. The situation is different when the new residential area is developed in a municipality that has ambitious energyand climate targets. In this case, the municipality will pose additional requirements on the energy performance of the area or require the implementation of a specific heat supply system. The same counts for an office building that is constructed for an energy-aware future owner. Existing buildings The most important actors in relation to existing buildings are the owners and occupiers. Most dwellings are owned by owner-occupiers and housing corporations. Most offices are under the ownership of property funds. In the current built environment there is limited activity on the improvement of the energy performance of buildings, either by the application of demand reducing measures or the installation of renewable heating systems. There are multiple reasons for the limited activity on energy performance improvement in existing buildings. Firstly, there is a lot of ignorance. Many people and companies are not aware of their own energy consumption and do have no information on potential energy saving measures. Secondly, energy saving measures require an upfront investment that is considered high. The decrease in energy expenditures the saving measures will cause provides insufficient grounds for the investment. Thirdly, energy performance improving investments are not made as a result of split incentives. Split incentives occur when the party that does the investment is not the party that has the benefits of this investment. Housing corporations are confronted with this. The corporation has to make the investment in the energy demand reducing measure. The tenant has the benefits of this investment via a lowering of its energy bill. Also the property funds that own utility buildings are confronted with split incentives. Lastly, there are currently no legally binding objectives on the energy performance of existing buildings. Instead, there are many covenants between governments and market parties. These are not binding with respect to the objectives they contain. Real estate owners that are involved with the energy performance of their building follow the Trias Energetica strategy. They will first improve the energy performance of their building by taking demand reducing measures, before they start thinking about the implementation of renewable energy supply systems. The majority of real
31
estate owners is not working on the improvement of the energy performance of their buildings. The implementation of renewable energy systems has even less priority. The stakeholders that do invest in energy saving measures or renewable heating systems are mainly financially motivated. They want to realize a reduction of their monthly energy expenditures. The environment is the second motivation for investment – the willingness to reduce the own environmental impact.
32
33
6
Local renewable heating systems
This chapter provides insight in the characteristics and applicability of local renewable heating systems. In the first section a general description of a local renewable heating system is provided. Various renewable heating technologies can be part of a local renewable heating system. Only four different technologies are included in this research. In section two a clarification is presented of the choice for these four technologies. In section three the working principle of each technology is explained and insight is provided in the applicability. Section four gives an indication of the financial and environmental performance of each technology. Section five presents the conclusions of the analysis.
6.1
A local renewable heating system
Local renewable heating systems are energy installations that make use of a renewable energy source and can supply heat, for space- and water heating, to the built environment in the direct vicinity of the installation. The main elements of a local renewable heating system are shown in figure 6.1. Apart from a heat producing facility, a local renewable heating system consists of a heat distribution network and heat delivery units at the consumers.
Figure 6.1: The main elements of a local renewable heating system
The outline of a local renewable heating system shows many similarities with a district heating network. The difference is that the main heat source in a local renewable heating system is a renewable heat source instead of a residual heat source. Furthermore, where district heating networks are only developed at a large scale (>1000 connections) in the presence of a large residual heat source, local renewable heating systems are also applicable at smaller scales. Some systems can already be used at the scale of an individual household. Such small systems are however outside the scope of this research. The focus of this research is on systems with a capacity between 100 kW and 10 MW. A 100 kW system can provide heat to 10-15 households. It can also be used to 2 2 provide heat to one office with a floor area of 1500 m or 4 offices with floor areas of 500 m . A 10 MW system 2 has enough capacity to supply heat to more than 1000 houses or to 40 large offices with floor areas of 5000 m . Different renewable heating technologies are available for the conversion of renewable energy into usable heat. These technologies have different working principles and as a consequence their technical, financial and environmental performance differs. In the following section it is explained which technologies are included in this research. Regardless of which technology is used, in a local renewable heating system the renewable heating installation is, in general, not applied on a stand-alone basis. Instead it is accompanied by an additional heating system which is often a gas-fired boiler. There are various reasons for this combination. Firstly, financial motives can play a role. The renewable installation is more expensive than the gas-fired boiler. For this reason, the renewable part of the system is dimensioned at a capacity at which it has the highest number of operating hours: the base load capacity. The additional boiler provides the heat in case of peak demand (Annex I: Van der Wielen). Secondly, additional boilers can be added to the system out of reasons of security of supply. They can provide backup capacity when a disturbance occurs at the renewable part of the system (Annex I; Van Bulderen). Lastly, in some cases additional heating capacity is added to the system because the renewable heating technology is not able to provide heat at the required temperature. Tap water should always have a supply temperature above 60 °C to
34
prevent legionella contagion. In case of a low temperature heating system an additional boiler is always required to bring the water at this temperature (Annex I; Rödel). The design of a local renewable heating system cannot be completely standardized. Each system must be designed taking into account local circumstances and user needs (BSW Bundesverband Solarwirtschaft e.V. 2007); Annex I; Erik Bek). Particularly, the capacity of the renewable energy source, the installation and the heat delivery system need to be aligned. As a consequence, also the performance of a local renewable heating system is highly dependent on the actual situation in which it is applied. The information provided in this chapter on the performance of the various renewable heating systems is therefore only indicative. It makes it possible to compare the technologies with each other and to compare them with HE boilers and district heating. The actual performance of the systems in real situations can differ. The performance of a local renewable heating system is also highly dependent on the way the system is operated. If a local renewable heating system is not operated correctly its financial and environmental performance will be less than was expected during design. Local renewable heating systems are technologically complex. For this reason the management of the systems is more complicated than the management of a gas fired boiler. Considerable knowledge from the technology is required to realize an efficient operation. It is beneficial for the system’s performance if the party that is responsible for installation is also responsible or involved during the exploitation phase (Annex I; Van Lange; Bek).
6.2
Demarcation of technological alternatives
The definition of renewable energy follows from Article 2 of the European Directive on the use of energy from renewable sources (Directive 2009/28/EC): “energy from renewable sources means energy from renewable nonfossil sources” (The European Parliament and The Council of the European Union 2009). Basically, there are six different renewable energy sources available: solar, wind, hydropower, ambient heat (aero thermal and hydrothermal energy), geothermal energy and biomass (Menkveld and Beurskens 2009). An overview of these sources is presented in table 6.2, including the technologies that can be used for the conversion of these energy sources into thermal or electrical energy. The conversion technologies that are shown in bold characters can be used for the production of renewable thermal energy. Energy source Hydropower Tidal energy Wave energy Wind energy Solar energy
Geothermal energy Ambient energy Biomass
Conversion technology Hydropower plants Tidal energy plants Wave energy plants Wind turbines 1. Photovoltaic systems 2. Thermal systems 3. Passive systems Geothermal plants 1. Heat pumps 2. Underground thermal energy storage 1. Thermal conversion: combustion, gasification, pyrolysis 2. Biological conversion: fermentation
Table 6.1 Overview of the currently in the Netherlands available renewable energy sources and conversion technologies. Based on: (Buck, Keulen et al. 2010)
Not all “bold” conversion technologies are included in this research, since they are not all applicable within the scope of research. Not all technologies are suitable for application either in the built environment or at the predefined capacity of 100 kW – 10 MW. Geothermal plants are excluded from this research. These plants are only operated at scales that exceed the capacity range of this research. At least 5000, but preferably 10.000 housing equivalents need to be connected to a geothermal energy plant to be able to recoup total investment costs (Annex I; Van der Wielen).
35
Heat pumps are available in many shapes and sizes. There are two types of heat pump technologies: electrical (compression) heat pumps and gas-fired (absorption) heat pumps. Heat pumps can use heat from various sources, including heat from ventilation air, ambient air or from the soil. A well-known type of heat pump is the electrical air to water heat pump that uses ambient air as a heat source. Another type of heat pump, popular in Scandinavian countries, is a heat pump with a vertical ground heat exchanger. Both types of heat pumps are most suitable for application at the scale of an individual household. Instead, it is decided to include gas absorption heat pumps in this research. These heat pumps are considered to be most suitable for application in the built environment and at the predefined range (Annex I; Bek, Van Bulderen, Van Lange). Only one technology for the conversion of biomass is included in this research, namely combustion. Gasification – the conversion of dry biomass into a combustible gas - is excluded from this research because it is a very complex technology that has just entered the demonstration phase (Coenen, Schlatmann et al. 2010). Pyrolysis, which is the production of an oil out of biomass, is excluded for the same reasons: it has not reached the commercial level yet (Schlatmann, Elbersen et al. 2009). The conversion of biomass by means of fermentation (the decomposition of wet biomass into biogas) is not suitable in the built environment for reasons of space. A 2 biomass fermentation installation with a capacity of 1 MWe (~ 1 MWth) already requires an area of 10.000 m (Coenen, Schlatmann et al. 2010). It is unlikely that this amount of space is available in the built environment. Combustion is the conversion of dry biomass (e.g. wood) into flue gas. Combustion can be done in a Combined Heat and Power installation (CHP installation) for the production of both electricity and heat. Another option is the combustion of biomass in a boiler. Such a boiler generates thermal energy in the form of hot water which can be used for heating applications. It is decided to include only heat-only systems in this research. Apart from the fact that CHP installations are more difficult to fit into the built environment, CHP installations have a very different mode of operation as a result of the electricity production (Annex I; Lappee, Van der Wielen). Since four conversion technologies are considered to be unsuitable for application in the built environment or at the predefined range only four renewable heating technologies are part of this research: solar thermal systems, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage systems (Dutch: Warmte Koude Opslag) and the combustion of biomass in a heat-only boiler. In practice, there are various combinations possible between different renewable heating systems. These are not considered in this research.
6.3
Renewable heating technologies
In this section insight is provided the working principle and applicability of the four different renewable heating systems that are part of this research. The concept of applicability encompasses three things. Firstly, it refers to the capacity range at which the system can be applied. Secondly, the applicability of a system indicates whether it is only applicable in new buildings or also in existing estate. Lastly, any additional conditions that need to be fulfilled for the system to be suitable for application are explained. All four renewable heating systems can deliver heat for both space heating and tap water heating.
6.3.1 Solar boiler Solar boiler systems use solar energy to produce warm tap water. A basic solar boiler system, as is shown in figure 6.3, consists of a solar collector, a storage tank and an additional heater (Holland Solar 2011). The solar collector is placed on the roof of a building. Through the collector flows a liquid, which is heated by the sunlight. The high-temperature fluid is led through a heat exchanger and heats the water in the storage tank. In case of hot water demand the water from the storage tank is brought to the desired temperature with the additional heater. In the figure this additional heater is represented by a boiler. The working principle of a collective solar boiler system is the same as the working principle of a small system applied in an individual household (Dingenouts, Roth et al. 2002). To be able to deliver both heat for water heating and for space heating a solar boiler combi-system is required. A solar boiler-combi system has an integrated central heating boiler. Integration of a solar boiler in an existing heating system is also possible (Harmsen and Harmelink 2007). Solar boilers are often applied in combination with a separate HE-boiler (Van Eck 2010).
36
Figure 6.2: A basic solar boiler system (PT Gas 2011) 2
In 2006 the total installed collector surface in the Netherlands was 646.000 m (Menkveld and Beurskens 2009). The majority of collectors is used in detached or semi-detached houses, but large solar thermal systems are increasingly being used in larger buildings, including apartment buildings, swimming pools and nursing homes (BSW Bundesverband Solarwirtschaft e.V. 2007). Applicability Solar boiler systems are most often applied for tap water only (Annex I; Dijkstra). The systems are suitable in buildings with a large hot tap water demand, like residential buildings. Offices only have a very limited hot tap water demand (see section 3.2), which makes application of solar boilers in offices not suitable (Dingenouts, Roth et al. 2002). Most solar boiler systems are placed on a building and not integrated in a building. For this reason solar boilers can be applied in both existing estate and new constructed buildings (Harmsen and Harmelink 2007). A solar boiler that is only used for warm tap water production poses no specific requirements for the heating system in the building. In case it will also be applied for space heating a low temperature heating system is desirable because this increases the systems’ yield (Dingenouts, Roth et al. 2002). Solar boilers are most often applied at the size of an individual household, but can be scaled to any size. The project Solar Island in the city of Almere is the largest solar heat project in the Netherlands and consists of 520 2 collectors with a surface area of 7000 m (Nuon 2011). Currently, collective solar boiler systems are most often applied in apartment buildings with a collective tap water supply system. A solar boiler system is most often dimensioned at a size at which it can deliver 40% of total tap water heat demand. This 40% is a yearly average. In summertime it is sometime possible to provide 70-80% of total heat demand and during winter, at times, only a solar contribution of 5-10% can be realized. For this reason the conventional heating system – a gas fired boiler – is dimensioned at its full capacity and the solar boiler is an “add-on” on the conventional heating system (Annex I; Dijkstra).
6.3.2 Gas absorption heat pump A heat pump has the same working principle as a refrigerator. It is a machine that moves heat from one location to another and from an unusable to a useful temperature level (Business Development Holland b.v. 2010). A heat pump absorbs ambient heat in one place, increases its temperature level, transports it and releases it in another location where it can be used for space or water heating. Useful heat can be found in the air outdoors, in the ground and in water, rivers, lakes and the sea. There are two different heat pump technologies: electrical (compression) heat pumps and gas-fired (absorption) heat pumps (Dutch Heat Pump Association 2011).
37
A schematic representation of the working principle of a gas absorption heat pump is presented in figure 6.4. A mixture of water, which is called the absorbent, and ammonia, which is the so-called refrigerant, is heated in the generator (1) by the combustion of natural gas. The ammonia evaporates and is separated from the water. The water goes towards the absorber (3), via a throttle valve (2). The ammonia-vapor moves to the condenser (4), where it condensates and thereby rejects heat. This heat is transferred into the water of the heating system of the building. The ammonia, which is now a liquid, is moved to the evaporator (6) and evaporates again by absorbing heat from the outside air. The ammonia-vapor enters the absorber, where it meets the ammonia-poor water. The water absorbs the ammonia-vapor, creating an ammonia-rich solution. This solution is pumped to the generator, where the cycle start all over again (Remeha 2011).
Figure 6.3: Gas absorption heat pump (Remeha 2011)
Gas absorption heat pumps are available in an air/water- and water/water version, referring to the heat source and the transport medium applied by the system (Business Development Holland b.v. 2010). In this research the air/water heat pump is considered, since this is the version that is currently merely being used in the Netherlands and which is applicable in existing buildings. Although gas absorption heat pumps are proven technology, they are currently not frequently applied in the Netherlands. This mainly results from the fact that most installation companies are not familiar with the system (Annex I; Van Lange). Applicability Gas absorption heat pumps can be used in a high temperature heating system (supply temperature/return temperature = 90/70 or 80/60). This makes them suitable for application in existing buildings. These heat pumps are never applied on a stand-alone basis but they are added to a gas-fired boiler. Since the efficiency of the heat pump is very low when the outside temperature is lower than 5 °C it is switched of on cold days. On these days the building must be able to fully rely on the gas-fired boiler. For this reason the capacity of the gas-fired boiler needs to be 100%. The gas absorption heat pump provides additional capacity. It is most often sized at 30% of total capacity (Annex I; Bek). Gas absorption heat pumps are available from a capacity of 35 kW. This means that they can be applied in buildings with a minimum capacity requirement of 100 kW. This equals a building with 10 – 15 dwellings. Since these 35 kW systems can be applied in cascade there is theoretically no maximum to the capacity at which the technology is usable.
6.3.3 Underground Thermal Energy Storage Underground Thermal Energy Storage (UTES) is a method to store energy in the form of heat or cold in the soil. It is a mature technology, developed in the early nineties. Two wells, together called a doublet, are drilled into an underground water layer, usually at a depth of 20 to 200 meters. In summertime, water from the cold source (+/- 7 ˚C) is pumped up and used for cooling. The heated water is injected into the hot source (15-25 ˚C). In wintertime
38
the water from the hot source is pumped up, heated by a heat pump until it reaches the desired temperature, and used for space heating and water heating. The cooled water is injected into the cold source, which can be used for cooling the next summer (Agentschap NL 2011). This principle is visualized in figure 6.5.
Figure 6.4: Underground Thermal Energy Storage (Oyster 2010)
Both electrical and gas-fired heat pumps can be applied in a UTES system, but most often an electrical heat pump is used (Annex I; Van Bulderen). The working principle of an electrical heat pump differs a little from a gas absorption heat pump. An electrical heat pump consists of a sealed system of pipes containing a fluid with a low boiling point called the refrigerant, two heat exchangers for the transfer of heat, a compressor and an expansion device. In order to absorb and release heat into and from the refrigerant, a heat pump exploits the ability of the refrigerant fluid to boil from a liquid to a vapor and then to condense back into a liquid. This is a continual process while the compressor is running and circulating the refrigerant. High pressure liquid refrigerant is fed into the evaporator heat exchanger where it evaporates into a vapor by absorption of heat from the heat source (air, water, ground, other) passing through the heat exchanger. The heat from the source is then compressed to a high temperature vapor and enters the condenser heat exchanger where it is cooled and condensed into a high pressure liquid ready to begin the cycle again. The heat released during the process of condensing the refrigerant to a liquid is rejected via the heat exchanger directly into air or transferred to water to heat the building. This principle is visualized in figure 6.6.
Figure 6.5: Electrical compression heat pump (REUK 2011)
The heat pump in a UTES system is in most cases accompanied by a gas fired boiler, which serves as back up capacity and also provides heat in case of peak demand. Furthermore, a UTES system often contains a regeneration facility. The purpose of such a regeneration facility is to maintain the balance in the system between the hot and cold source. This balancing is required because the demand for heat and the demand for cold are never equal. The regeneration facility adds additional heat to the hot source in summer time in case the demand
39
for heat exceeds the demand for cold. When the demand for cold is larger than the heat demand additional cold is added to the cold source during winter (Annex I; Van Bulderen). In the Netherlands there are currently between 2000 and 3000 UTES systems in operation. The exact amount is unknown, as a result from the fact that there are numerous systems installed that do not have the required permits and are therefore not registered (Bakema 2010). UTES systems are popular amongst property developers and municipalities because they can deliver both heating and cooling (Annex I; Van der Wielen). Applicability UTES systems are not applicable at any location. A number of conditions need to be fulfilled for application to be possible. Firstly, UTES systems require a suitable underground water layer. In the Netherlands suitable water layers are present almost anywhere. Secondly, a significant distance is required between two UTES systems to prevent the interference of wells. A UTES system cannot be developed at locations where surrounding buildings already makes use of UTES. Thirdly, UTES systems, or the heat pump that is part of the UTES system, requires a medium or low temperature heating system. Since the majority of buildings in the Netherlands make use of a high temperature heating system (see section 4.2.1) UTES systems can only be applied in new buildings or after large renovation (Annex I; Van Bulderen, Bek). Technically, there are no lower and upper limits to the size of a UTES systems. It can be used at the size of one 3 household to sizes of multiple megawatts. A doublet (well-pair) does have a capacity limit (around 300 m /hour), but when the thermal energy demand exceeds this upper limit multiple doublets can be realized. The groundwater package and the available surface determines the number of doublets that can be drilled at a specific location (Annex I; Van Bulderen). However, from a financial perspective there is a lower and upper limit to the size of a UTES system. The drilling of the doublet requires a large one-time investment. To recover this investment within an acceptable period of time a significant scale is required of at least 50 connections. At a scale of around 100 connections a doublet is fully utilized. In case of more than 100 connections a new doublet needs to be drilled. For this reason in practice UTES systems are applied at a scale from 50 – 100 connections (Annex I; Van Lange).
6.3.4 Biomass boilers A biomass boiler is a heating system that produces heat by the combustion of biomass. This heat can be used for space heating and/or hot water production. Unlike combined heat and power installations which produce thermal energy as a by-product of electricity generation, boilers are dedicated to generating heat. The heating system consists of a biomass boiler plant, ancillary equipment (such as control systems, flues, pipe work and an ash extraction mechanism), and infrastructure to receive and store the biomass and transfer it to the main boiler unit. From both technical and financial points of view, a biomass plant is best operated relatively continuously at a capacity between 30% and 100% of its rated output. For this reason a fossil fuel heater (e.g. a gas-fired boiler) to manage peak demands is added to the system. This fossil fuel heater often also serves as backup capacity. There are various types of biomass boilers on the market. Their differences are primarily related to the type and nature of fuel that the plant is designed to use, the method of heat exchange and the degree of automation of the operational processes. Plants are usually classified by their type of grate, the main types being: moving grate, plane grate, batch-fired and stoker. The choice of plant will depend upon a range of factors: type of fuel available/to be used, level of automation required and cost. Figure 6.5 shows a moving grate system, which is most commonly at an output range that fits the focus of this research: 300 kW-1MWth+. Moving grate plants use woodchips as an input (the Carbon Trust 2009).
40
Figure 6.6: Moving grate biomass plant (the Carbon Trust 2009)
Biomass fired boilers are often applied in Sweden, Denmark and Austria. In the Netherlands they are currently only seldom applied as base load capacity (Annex I; Van der Wielen). Applicability rs are available at almost any scale, from around 10 kWth in domestic appliances to sizes up to 100 MWth in very large district heating systems (the Carbon Trust 2009), (Annex I; Brandenburg). Due to economies of scale application of a biomass boiler is attractive at capacities from 1 MWth (the Carbon Trust 2009). Biomass fired boilers can only be applied in case of new housing development. The application of a biomass fired boiler in existing estate is highly unlikely for three reasons. Firstly, a biomass heating plant is considerably larger in volume than an equivalently rated fossil-fuel plant and also space for fuel storage and handling equipment is required. Biomass boilers are only applicable at locations where sufficient space is available (the Carbon Trust 2009). Space is often a constraint in an existing residential area. Secondly, the application of a biomass boiler at the sizeable capacity of 100 kW-10 MW requires the development of a heat distribution network. This is difficult and expensive to realize in an existing housing area (Annex I; Brandenburg). Thirdly, a number of permits need to be obtained before the application of a biomass heating installation is allowed. Apart from a building permit and an environmental permit permissions on safety, noise and smell are required. It is unlikely that these permits are granted for an established residential area (Braber 2009; Van Eck 2010). A last important condition for the application of a biomass installation is that the biomass boiler site must be accessible for fuel deliveries. Vehicles need adequate space to deliver fuel, turn around and exit the site (the Carbon Trust 2009). Preferably the site is located at the water since transport via water is considerably less expensive than transport via the road (Annex I; Brandenburg).
6.4
Performance of local renewable heating technologies
The previous section provided insight in the applicability of the four different local renewable heating technologies. This section presents an overview of their financial and environmental performance. This makes it possible to compare the systems with each other and to compare them with the systems for heating that are currently dominantly applied in the built environment. From the actor analysis it became clear that actors that invest in energy performance improving measures do so for financial reasons or because they are environmentally motivated. For the actors that are influential in the establishment of heating systems in new construction projects (mainly municipalities and project developers) also the financial and environmental performance of the systems is important. For this reason insight is provided in the investment costs (in €/connection), the costs of heat (in €/GJ of heat delivered) and the CO2 emissions (in kg CO2/GJ of heat delivered). To be able to provide this information a model has been developed. The following subsection lists the main assumptions that this model is bases upon. An extensive list of general assumptions and assumptions per technology is presented in Annex IV.
41
6.4.1 Main assumptions of the model The model is based on the following assumptions: -
-
-
-
-
The model is constructed to calculate the financial and environmental performance of the systems when applied in apartment buildings or residential areas. For this reason the heat demand, required heating capacity and simultaneity factor of dwellings are included in the model. These values are different for offices and also the model outcomes will be different for offices. None of the systems is applied on a stand-alone basis. The capacity of the renewable installation in relation to total system capacity differs per system. The gas-fired boiler is in all systems dimensioned at 100% of total capacity. In case of the solar boiler and gas absorption heat pump because these systems are “add-ons”. For the UTES system and the biomass boiler for reasons of security of supply. The gas boiler should be able to take over total heat production. The investment costs only encompass the investment costs of the heat producing facilities (both the renewable part of the system and auxiliary heating plants) and the costs of the distribution network. In this research, the costs of heat delivery depend on the fuel costs, the system efficiency and the heat losses in the network. For the price of electricity and gas the average 2010 small consumer price is used, including regulatory energy tax (CBS 2011). Expenditures on maintenance, labor costs etc. are not included in this figure. The size of heat losses depends on the size and age of the network. For large, older distribution networks the heat loss is around 30%. For new developed large networks the heat loss is around 25%. Smaller networks have a heat loss of around 15% (Annex I; Rödel). In the solar boiler and gas absorption heat pump-calculations the heat demand of an existing building is included. For the UTES system and the biomass boiler the heat demand of new dwellings is applied. All systems deliver heat for both space and tap water heating.
6.4.2 Results of the model The following table presents the values that resulted from the model, based on the assumptions as listed above and in Annex IV. Investment costs (€/connection) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions (kg/GJ)
Solar boiler 3.000
G.A heat pump 4.500
UTES 10.000
Biomass boiler 6.500
17
14
9
9
58
48
47
7 or 146
Table 6.2: Financial and environmental performance of local renewable heating systems
The values in table 6.6. are only indicative and meant for a rough comparison of the financial and environmental performance of the different technologies when applied in apartment buildings or residential areas. The calculations of these values are based on numerous assumptions. For each technology the values are calculated for one system size. For all systems to a greater of lesser extent economies of scale play a role. This should be taken into consideration when using the values to calculate the performance of a system of a specific size. The values in the table for the costs of heat delivery and the CO2 emissions of a solar boiler and a gas absorption heat pump are both based on the most favorable situation with respect to the heat losses for tap water distribution. These are assumed to be 20%. The calculations for both technologies are made for a collective space heating and tap water system for 10 dwellings. On average 40 houses are connected to a collective heating system (Schepers and Valkengoed 2009). For a solar boiler system almost no economies of scale are involved. When gas absorption heat pumps are applied at a larger scale multiple installations have to be connected in cascade. The installations will be connected in such a way that the efficiency of each heat pump increases (Annex I; Van Lange). As a result, the costs of heat delivery and CO2 emissions per GJ of delivered heat are likely to decrease.
42
UTES are suitable for application in clusters of 50-100 houses. The values in table 6.6. are based on a cluster of 100 houses. In case of a smaller number of houses in a cluster the investment costs per connection are likely to be higher than 10.000 €/connection. This results from the fact that the costs of the drilling of the well-pair will stay the same, but are passed on to less connections. The costs of the biomass boiler are calculated for a boiler capacity of 1 MW. The economies of scale above 1 MW are limited (the Carbon Trust 2009). For this reason the investment costs per connection will not decrease very much when the system is applied on a larger scale. Two values are included in the table for the CO2 emission of the biomass boiler. The high value contains also the CO2 emissions that result from the combustion of biomass. However, under current European CO2 regulation, biomass is considered to be carbon-free. The argumentation for this is that by firing biomass only short-cycle CO2 is brought into the atmosphere. These emissions are equaled by the uptake of CO2 during the growth of the biomass (Chappin and Dijkema 2009). If only the CO2 emissions from the gas-fired part of the system are taken into consideration the CO2 emissions from the biomass boiler equal 7 kg/GJ. Only the financial and environmental performance of the different systems when applied in collective residential buildings or residential areas is considered here. The values will be different when the systems are applied in offices or groups of office buildings. It is however likely that the values are comparatively the same. As indicted before, a solar boiler system is not suitable for application in an office building due to the limited tap water demand of offices.
6.5
Conclusions
Local renewable heating systems are energy installations that make use of a renewable energy source and can supply heat, for space- and water heating, to the built environment in the direct vicinity of the installation. The system consists of a heat producing facility, a heat distribution network and heat delivery units at the consumers. The focus of this research is on systems with a capacity between 100 kW and 10 MW. A 100 kW system can supply heat to 10 houses. A 10 MW system has sufficient capacity to cover the heat demand of more than 1000 houses. There are four different renewable heating technologies considered suitable for application in the built environment and at the predefined range: solar boilers, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage systems and biomass-fired boilers. In general, none of these systems is applied or can be applied on a stand-alone basis. Additional heating capacity is required. In the following table the applicability and indicative figures on the financial and environmental performance of these technologies are summarized. Solar boiler Range of application
New/existing buildings Capacity as against total capacity Gas-fired boiler capacity Delivers on average x% of total heat demand Investment costs (€/connection) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions (kg/GJ)
Individual household – apartment building New and existing buildings -
Gas absorption heat pump Apartment building (>100 kW or >10 apartments) New and existing buildings 30%
100%
UTES system 50 houses – 100 houses
Biomass-fired boiler >400 houses
New buildings
New buildings
20%
30%
100%
100%
100%
40%
80%
60%
90%
3.000
4.500
10.000
6.500
17
14
9
9
58
48
47
7
43
7
Institutional analysis
This chapter contains the institutional analysis on the possible implementation of renewable heating systems as addressed in this work. The aim of the institutional analysis is twofold. Firstly, it provides insight in the institutions that are currently in place to structure the functioning of the existing heat supply systems. But more important, the institutional analysis has the aim to determine whether it is possible, given these institutions, to realize wellfunctioning local renewable heating systems and if not, which adaptations may have to be made to existing institutions. As was introduced in chapter 2 for the institutional analysis the layered institutional model of Groenewegen and Van der Steen is used. Section one of this chapter gives a short explanation of the model and the way it is applied in this research. Subsections 7.1.1 to 7.1.5 present the issues that are important on the various layers of the model in relation to heat provision for the specific segment under investigation in the Netherlands. In section 7.2 the institutional arrangements that are required for local renewable heating systems are listed and an analysis is presented of their compliance with the other layers of the institutional model. Section 7.3 presents the conclusions of this analysis.
7.1
The layered institutional model
The layered institutional model of Groenewegen and van der Steen (Groenewegen and Lemstra 2007) is used in this research to structure the institutional analysis. This model is based on the four layer model of the famous institutional economist Oliver Williamson (Williamson 1998). Where Williamson’s model has a static view on institutions, the layered model entails a more dynamic view and is suitable for the analysis of processes of change (Groenewegen 2005). The layered institutional model consists of 5 layers. The top 4 layers of the model are dedicated to four different types of institutions. Layer 5 concerns the individual actors, which have their own mental models, habits and routines. These various layers all influence and/or constrain each other. Furthermore, technology is included in the model, in this case as the highest level although technology exerts its influence at all layers in the current research. Technology and especially technological developments are considered an important cause for change in the institutional structures (Groenewegen 2005). The central topic of this research is the availability of four new heating technologies that have different characteristics compared to the conventional ways of heating. By means of the institutional analysis the socio-economic potential of these new heating technologies will be addressed. The layered institutional model, as it is applied in this analysis is visualized in figure 7.1. In the figure the main features of each block are explained. Both a general explanation per block is provided and the way in which it is applied in this analysis. In the remainder of this section each block in the layered institutional model is further discussed in a separate sub-section. The most important findings of the actor analysis (chapter 5) are the input for layer 5.
44
Figure 7.1: Layered institutional model as applied in this research
7.1.1 Technology As can be seen in figure 7.1, on the upper layer of the model technology is situated. As earlier stated, technology may exert its influence on all levels of the model. In this case we remain with the model as designed by the authors but with the remark that technology dynamics will have its impact on each level. In chapter 4 an explanation has been provided of the heating systems that are currently mostly applied in the built environment. Most buildings in the Netherlands make use of an individual natural-gas fired High Efficiency (HE)-boiler. This can be considered the conventional heating system. A small share of buildings is connected to a district-heating network. As a result of technological and social developments nowadays various renewable heating options are available. These are the local renewable heating systems that are subject of this research. Four different renewable heating technologies which are considered suitable for application in the built environment or at the predefined range of 100 kW-10 MW are clarified in chapter 6. These include: solar boilers, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage (UTES) systems and biomass fired boilers. A renewable heating system is always accompanied by an additional heater, mostly driven by natural gas, that provides peak demand and serves as backup capacity. From a perspective of technology a number of differences can be identified between individual central heating systems, district-heating and local renewable heating systems. These differences are summarized in the following table (7.2). A more extensive explanation of the differences between the various systems can be found in the chapters 4 and 6.
45
Individual HE boiler
District-heating
Scale Applicability
Individual building New and existing buildings
District – city New and buildings (in heating regions)
Investment costs Cost of heat delivery CO2 emissions Ease of operation
Low High High High
High Low Low High
existing district-
Local renewable heating systems Block - district New buildings. Solar boilers and gas absorption heat pumps also in existing buildings High Low Low Low
Table 7.1: Characteristics different heating options
7.1.2 Informal institutions - Dutch values, norms and culture Apart from technology, on the top layer of the model also the so-called informal institutions are represented. In the words of Groenewegen and Lemstra informal institutions are “guidelines of behavior of actors that are not written down” (Groenewegen and Lemstra 2007) p.9). Values, norms and culture are all informal institutions. Institutions at this level change very slowly (Williamson 1998). The following elements characterize the Dutch culture of heat supply. Heat is a basic need Energy, including heat, is considered a first necessity of life for human beings. In the Netherlands every household has the right on a secure supply of heat (Ten Hoopen and Hessels 2003; Schepers and Valkengoed 2009). “The Netherlands – natural gas country” In 1959 the natural gas field in Slochteren, in the north of the Netherlands, was discovered. In a very short time a transport- and distribution network for natural gas was unrolled. The Dutch government wanted to connect all households as soon as possible and stimulated the use of natural gas for space heating and cooking (Banning 2009; Dijkema 2010). Natural gas became the dominant fuel for heating purposes and it still is. This has technical and economic consequences but the presence of an extensive natural gas network has also heavily influenced the Dutch culture of heating. For the Dutch consumer natural gas is the standard fuel for heating and cooking. People are used to the working principles, comfort level and way of pricing of natural gas. Alternatives, including district-heating, are perceived as different and therefore often as less convenient (Annex I; Van der Wielen) (De Jong 2010). Heating is a local activity As opposed to electricity generation and supply, the generation and supply of heat has traditionally been considered as a local activity by both the energy companies and the government (Annex I; Van Eck). Autonomy increasingly important Where in the past people were focused on globalization and an increase of scale in their activities, currently there is a development going the other way around. People consider independence and autonomy to be of increasing importance. Many people desire more self-sufficiency, also in the field of energy (Annex I; Kusse) (UC-Partners Team 2010). Increasing energy sustainability awareness Society as a whole becomes increasingly aware of the adverse environmental impacts of our current energy supply system. The importance of an increase of the share of renewable energy production is more and more acknowledged (UC-Partners Team 2010). For the average consumer renewability is not a very important criterion in investment decisions, also not when it comes to energy supply. The average consumer is willing to invest in renewable energy only if there are additional benefits attached to this investment, preferably in the form of a financial advantage. The fact alone that the energy is renewable does not create enough incentive for investment. Financial criteria are dominant for most people when making an investment decision (Annex I; Kusse).
46
“Trias Energetica” strategy As was already identified in the actor analysis, there seems to be general agreement amongst the Dutch government, consumers and many companies on the most suitable strategy towards a sustainable energy system. This strategy is called the “Trias Energetica” and has been developed by Novem (Lysen 1996), the present Agentschap NL. The “Trias Energetica” strategy consist of three steps. To move towards a more sustainable energy supply system these three steps should be taken sequentially. Firstly, energy demand should be limited as much as possible through energy savings. Secondly, renewable energy sources should be used to meet the remaining energy demand. Lastly, if fossil fuels have to be applied use these as efficiently and cleanly as possible (Senternovem 2009; Nuon 2010; Van Eck 2010).
7.1.3 Formal institutions - Relationships between politics, bureaucracy and business The second layer of the model represents the first layer of two layers of formal institutions. This layer is where the formal actors operate. It defines the political system and the relations between politics, business and bureaucracy. Bureaucracy refers to the organization of the government. These relations are the framework where the policy is shaped and the construction of laws and regulation takes place (Groenewegen 2011). In this sub-section the development of the Dutch heat policy is described and the development of the European Emission Trading System. Development of heat policy The position of gas and electricity grids has been subject of discussion amongst government and industry for many years, starting with requirements posed by European Directives 98/30/EC and 96/92/EC (European Parliament and the Council of the European Union 1997; European Parliament and the Council of the European Union 1998). The aim of these Directives was the creation of an internal market for electricity and gas. Heat distribution was not a topic in the EU energy market directives and traditionally both government and industry had little attention for heat (Van Eck 2007). Heat distribution is only a small share of the national energy market and the government traditionally considered heat generation and supply as a truly local activity. Policy or regulation in the field of heat was not considered necessary. For energy companies heat distribution is only a small part of the companies’ business and for this reason the interest in electricity and gas is much larger than the interest in heat (Annex I; Van Eck). For these reasons, when the Electricity and Gas Act were adopted by both Chambers, a Heat Act was not considered necessary. Also in 2001, the then Minister of Economic Affairs, Anne Marie Jorritsma, said in a letter to the Chambers that there was absolutely no need for a Heat Act. The opinions about this however changed. On the one hand, municipalities and consumers posed many questions about the security of supply of heat and the composition of heat tariffs. The determination of prices was considered not transparent and the idea existed that energy companies made enormous profits on heat supply. On the other hand, energy companies, agricultural and horticultural associations became increasingly critical about the complex and ambiguous position of heat distribution. As a result the Christian Democrats came into action in 2003 and submitted a proposal for a Heat Bill. They considered regulation of the supply of heat necessary and especially the regulation of the heat tariffs. The purpose of this Heat Bill was the protection of the, per definition, bounded consumer, from the “profit-eager” energy companies by regulation of the heat tariffs (Ten Hoopen and Hessels 2003; Van Eck 2007). Development of European Emission Trading System The Kyoto protocol was adopted in Kyoto, Japan in December 1997 and entered into force in February 2005 (UNFCCC 1998). By the Kyoto Protocol, governments agreed on national CO2 reduction targets in order to counter climate change. In Europe, it has been decided to realize the targets of all European member states on a European level. For this reason the EU Emission Trading System (EU ETS) has been established. The EU ETS is one of the most important European instruments to reduce industrial greenhouse gas emissions, including CO2 (European Parliament and Council 2003). The EU ETS covers only large emitters: the industry and the power sector. These facilities account for around half of all European greenhouse gas emissions. Systems with a capacity that is less than 20 MWth or that emit less than 25.000 tons of CO2/year are not included in the EU ETS (Chappin and Dijkema 2009) (Annex I; Fortanier). The EU ETS works on a “cap and trade” principle. This means there is a "cap", or limit, on the total amount of certain greenhouse gases that can be emitted by the installations in the system. Within this cap, companies receive emission allowances, which they can sell to or buy from one another as needed. The limit on the total
47
number of allowances available ensures that they have a value. At the end of each year each company must present enough allowances to cover all its emissions, otherwise heavy fines are imposed. If a company reduces its emissions, it can keep the spare allowances to cover its future needs or else sell them to another company that is short of allowances (European Commission 2010). Currently, companies in the EU ETS system receive free allowances for 80% of their emissions. For the remaining 20% the allowances have to be bought. The share of free allowances will reduce linear to 30% of total emissions in 2020. The total amount of allowances in the systems will reduce with 1,74% per year (Annex I; Fortanier). The Dutch Emissions Authority has been established by the Dutch government as supervisor on the execution of the CO2 emission trading scheme (Nederlandse Emissie Authoriteit 2010).
7.1.4 Formal institutions: European, national and regional laws and regulation Where the second layer of the model is the framework for policymaking, the third layer of the model contains the actual policies, laws and regulations. It is thereby the operationalization of the second layer (Groenewegen 2011). Williamson describes formal institutions in the following way: “The structures observed here are the product of politics and provide the rules of the game within which economic activity is organized” (Williamson 1998) p. 27. The focus of this subsection is on all current and future developments in European, national and regional legislation that are influential for the emergence of heating systems in the Netherlands. A distinction has been made between renewable energy policy, heat legislation, legislation on the energy performance of buildings and permits. Renewable energy policy The Dutch renewable energy policy has its foundations in the European Union’s energy and climate policy. The EU policy contains three targets for 2020, which are known as the 20/20/20-targets: reduce greenhouse gas emissions by at least 20% of 1990 levels, increase the share of renewables to 20% of total energy production and reduce total energy consumption by 20% of projected 2020 levels (Directorate-General Climate Action 2010). The targets are formulated in the so-called ‘climate and energy package’, which became law in June 2009. The Dutch government has formulated two objectives on renewable energy. Firstly, by 2020 a 20% CO2 emission reduction needs to be achieved. Furthermore, 14% of energy demand should come from renewable sources (Rutte and Verhagen 2010). These Dutch objectives correspond with the objectives that are formulated on a European level. The objective on energy savings is however not mentioned in the coalition agreement of the sitting government. According to the coalition agreement the energy savings approach will be continued via a socalled Green Deal with society (Rutte and Verhagen 2010). In the spring of 2011 the minister of ELI will present a new Energy report containing the energy policy of this government (Rijksoverheid 2010). It is likely that this report will also elaborate on energy savings. Traditionally, the focus of the governmental policy has mainly been on an increase of the share of renewable electricity generation. Governmental efforts on renewable heat generation have been limited (Harmsen and Harmelink 2007; Eck 2010). Heat legislation Until recently there did not exist any Dutch heat legislation. There were also no incentive schemes to provide for an increase of the share of renewable heat, like there were already for years for electricity. Nowadays, heat legislation is under construction. Financial support for some renewable heating technologies does also exist. A more extensive policy program for heat, in the form of a so-called heat vision, was almost finished. It has however been decided to integrate this vision in a “Green Deal” with society. 1. Heat Law The purpose of the Heat Law is to regulate heat supply, like the Gas Law and Electricity Law regulate the supply of respectively gas and electricity. A supplier of heat is, based on the Heat Law, obliged to realize a reliable and affordable heat supply, at reasonable terms and with a good quality of service (Bennink and Benner 2009). The Heat Law has been approved by both the Upper and the Lower Chamber in the beginning of 2010 (Ministerie van Economische Zaken 2010). However, the law is not put into force because the Energy Chamber advised the
48
(former) ministry of Economic Affairs to adapt some parts of the law after carrying out an impact assessment. Four major points of concern will be adjusted and the subordinate legislation is adapted (Annex I; Van Egmond). The future Heat Law is likely to contain the following elements: The Heat Law obliges companies to have a permit before they are allowed to deliver heat (Ministerie van Economische Zaken 2010). Such a permit is required for all parties that deliver heat to more than 10 consumers or produce more heat than 10.000 gigajoules per year. An exemption from this obligation applies when the person that supplies the heat also owns the buildings to which the heat is supplied (Minister van Economische Zaken 2008). Furthermore, the Heat Law will set limits for the retail price of heat (Ministerie van Economische Zaken 2010). The Heat Law in its original outline contained a hybrid pricing system. Both a maximum price level and a reasonable price level were defined. This was considered to be too complicated. The basis for the pricing system in the nascent Heat Law will be the maximum price level in the form of the “Not More Than Usual”-principle (Dutch: Niet Meer Dan Anders), meaning that a consumer which is connected to a heating system should never pay more than a consumer with a gas connection in similar circumstances (RvB NMa 2010) p. 73. In other words, the price of heat will not be based on the costs that are made to deliver this heat, but on a comparison with an alternative heating system. The policy on reasonable price will be removed and replaced by an ex post test on the financial performance of the heating system. This test will be executed on the level of the total portfolio of heating systems in case a party has more than one heating system. This means that pooling is possible – compensating a lossmaking project with other profitable projects ((RvB NMa 2010) p.83. A maximum is set for the return on investment that a heat supplier is allowed to generate, namely 6,33%. The Heat Law does not distinguish between different means of production. (Annex I; Van Egmond; (RvB NMa 2010)). It will at least take until mid-2011 before the adapted Heat Law will be presented to the Lower Chamber. The Heat Law will probably enter into force early 2012. Until then, there will be no governmental regulation for heat. There is however self-regulation of the market. EnergieNed, the sector organization of energy companies, publishes annually an advice tariff for heat. Most parties that participate in EnergieNed follow this advice. Small parties determine their own pricing level (Annex I; Van Egmond, (RvB NMa 2010)). 2. Policy of municipalities The majority of Dutch municipalities has specific energy- and climate targets, which are often more ambitious than the national policy targets (Annex I; Sikken). There are large differences between municipalities. At this moment two municipalities, Amsterdam and Rotterdam have a so-called “heat unless”-policy (Dutch: “warmte tenzijbeleid”). This policy implies that all newly-constructed buildings are required to meet their heat demand by a connection to the district-heating network. There are three exceptions to this requirement (Kemmeren 2008): 1. When a building is situated at a distance of more than 40 meters to the primary heating grid. This is to protect the heat provider. 2. When there are regional arrangements to achieve climate targets in another way than by using districtheating. Regional arrangements take precedence over the municipal “heat-unless”-policy. 3. For climate-neutral buildings a district-heating connection is not required. The obligation to connect is arranged via the municipal building regulation (gemeentelijke bouwverordening), which follows from the law on housing. The Amsterdam and Rotterdam policy is almost similar (Annex I; Kemmeren). 3. Subsidy arrangements There are a number of subsidy arrangements available for renewable heat production. In the following table these subsidies are presented, their target groups and the technologies these subsidies are available for. An additional explanation of the subsidies listed in this table can be found in annex V.
49
Subsidy arrangement Renewable heat for existing estate
Available for
For investment in
House owners, owners’ associations and housing corporations
Solar boilers, heat pumps (both soil and not soil attached) Solar boilers, heat pumps (ground source), UTES
EIA (Energy Investment Allowance) Arrangement Green-projects Energy saving facilities for houses
Companies
Energy and innovation Various regional subsidies
House owners
Companies House owners
House owners, companies
Solar boilers, heat pumps, UTES Solar boilers, heat pumps
Solar boiler, (air source) heat pump Solar boilers, heat pumps, UTES, biomass boilers
Energy performance legislation for buildings An important incentive for the improvement of the energy performance of buildings is the energy performance legislation for both new buildings and existing estate. This legislation has its origin in the Energy Performance of Buildings Directive, adopted by the European Union in the end of 2002 (European Parliament and the Council 2002). Last year the Directive has been adjusted. It has been decided that the energy use of all new buildings should be ‘nearly zero’ by 2020. For the energy performance of existing buildings no such targets are laid down (Euractiv 2010). However, for each building information on the energy performance should be available in the form of an energy performance certificate or so-called energy label. This energy label should be included in sales and rental documents. The revised Directive requires that sanctions should be imposed when such a label is absent. The provisions of the adjusted Directive have to be implemented into national legislation by July 2013 (European Parliament and the Council 2010). In the following the Dutch transposition of the European directive is explained, both for new buildings and for existing estate. 1. New construction Since 1995 one of the instruments of the Dutch climate policy is the EPN, Energy Performance of New Buildings (Energie Prestatie Nieuwbouw). The energy performance of a building is an indication of the energy efficiency of a building (Senternovem 2010). Determination of the EPN happens by means of the EPC or Energy Performance Coefficient. For each newly constructed building the EPC is determined by looking at the characteristics of the building, the energy installations that are installed in or on the building and a standardized users’ conduct (Senternovem 2010). The more efficient a building, the lower EPC value it will obtain. The EPC value is only an indication of the expected energy performance of a building based on its design. It does not provide information on the actual performance of a building during the operational phase (Van Eck 2010). The required EPC is 0,6 as of January 1st 2011 (Annex I; Awater). A district-heating connection can also contribute to a lower EPC value. Therefore the network needs to have a quality certificate, which indicates that the network has a sufficiently high efficiency, and this certificate needs to be approved by the municipality. In general, local renewable heating installations score well in the EPC calculation (Annex I; Rödel, Awater). According to the prognosis, by January 2012, the EPC will be replaced by a new norm called the EPG (Energie Prestatie Gebouwen). The EPG is a multi-stage requirement. The first stage contains building-related measures: the building obtains a “grade” between 0-1 (the EPG) based on the presence of demand-reducing arrangements or certain heat- or electricity generating installations. Examples are HR++ glass (highly insulating glass), insulation, a low temperature heating system, a solar boiler, solar PV panels or heat pump. The second stage concerns area-based measures. The presence of certain area-based facilities, like a connection to a districtheating network, determines the EMG-value (Energie Maatregelen op Gebiedsniveau). The EMG value may be deducted from the EPG value, but only to a maximum of 0,2. This means that to obtain a total value of 0,6, like st will be the norm from January 1 2011, the EPG value obtained via building-related measure has to be at least 0,8. The aim of the multiple stages is to ensure that in all cases demand-reducing measures will be implemented first. The required EPG value will be sharpened to 0,4 in 2015 (Agentschap NL 2011).
50
2. Existing buildings The Energy Performance Coefficient does only have effect on new buildings and does not cover existing st buildings. Since January 1 2008 sellers and renters of buildings are obliged to show a so-called energy label. The energy label shows the energy efficiency of a house. It runs from A to G, with A representing the most and G the least economical category (Energielabel.nl 2010; Ministerie voor Infrastructuur en Milieu 2010). No lower limit for the label is set. To date, the enforcement of the energy labeling policy has been limited, despite market demand (Donner 2010). Recently, a proposal of the Minister of the Interior to oblige the energy label at the sales of a house, has been rejected by the Lower Chamber (Van der Ham 2011). As a result, enforcement of the energy label is not likely to take place before 2013, when this is required by the European EPBD Directive. From July 2011 energy labels will be included in the housing valuation system (Dutch: woonwaarderingsstelsel) for rental homes. By means of the housing valuation system the maximum rent is determined that a house owner, like a housing corporation, is allowed to charge its tenants. Currently, a housing corporation that invests in energy saving measures or renewable energy systems is confronted with so-called “split incentives”. The corporation makes the investment, but the tenants reap the benefits of this investment via a decrease in their monthly energy expenditures. Corporations can not simply increase the rents of the buildings to recover the investment. When the energy labels are included in the housing valuation system housing corporations have the possibility to earn back (a part of the) investment in energy related measures via the rent. A house with a better energy label is more highly valued and a higher rent may be charged (Annex I; Spierenburg) (Aedes 2011). Also a number of concrete applications of the labeling regulation exist. The government for instance rents only buildings with at least a C-label. This is an incentive for owners of suitable property to provide for such a label. Housing corporations also formulate labeling-related agreements with municipalities, of the kind “80% of our housing stock will have a C-label by 2015”. These agreements are however not legally binding (Annex I; Awater). Permits Various permits are required to install and operate a heating system. In the following table the permits that are required for the realization and operation of both the “conventional” ways of heating and the four different local renewable heating systems are listed. Heating system Individual central heating District-heating
Solar boiler Gas absorption pump
UTES
Biomass boiler
heat
Required permit No permit required Various permits required for the construction of the distribution network and the auxiliary heating plants. No permit required (Senternovem 2007) Building permit for placement of heat exchanger on the outside of a building. Sometimes notification only is sufficient. Extraction license (onttrekkingsvergunning) under the Water Act to be able to make use of ground water.
Issuing organization Municipality or province
Length of procedure -
-
-
Municipality (Stichting Warmtepompen 2011)
Ca. 3 months.
Province differences procedures requirements provinces)
Environmental
Province or municipality,
Ca. 9 months. Currently, at a national level an implementing regulation (Algemene Maatregel van Bestuur) on geothermal energy is being formulated which will contain a shortened licensing procedure of only 6 weeks (Bakema 2010; Senternovem 2010). Max. 6 months. When a
permit,
(large between and of
51
according to the Environmental Management Act. In case of new construction also a building permit is required. For installations with a large size (>10 MW) or in a vulnerable environment an environmental impact assessment (MER) might be required.
dependent on the size of the installation and type of fuel (Coenen, Schlatmann et al. 2010).
MER is required this will take an additional year (Coenen, Schlatmann et al. 2010).
7.1.5 Institutional arrangements The fourth level of the model assesses the institutional arrangements, also called governance structures. Governance structures are defined by Williamson as “the institutional matrix within which transactions are negotiated, coordinated and executed”. Where Williamson calls the formal institutions the “rules of the game”, he considers the institutional arrangements the play of the game (Williamson 1998). Governance structures are the operationalization of formal institutions: the actual arrangements between the actors involved to coordinate the transactions between them (Koppenjan and Groenewegen 2005). These need to comply with the formal institutions. The institutional arrangements that are provided for, for the implementation and operation of individual central heating systems and district-heating networks are presented in this subsection. Implementation in new building development In the following the current modes of organization and relationships between actors are described in relation to the development of both individual central heating systems and district-heating networks in case of new housing construction. Collective gas-fired heating systems have almost not been applied in new buildings since 1980 (Ministerie van VROM 2006). Individual central heating system An individual central heating system is the most applied heating system in both existing estate and new housing development The central actor in the realization of an individual central heating system in a new building or residential area is the building contractor, who is contracted by a property developer. No permits are required for the installation of an individual central heating system. A permit is only required for the construction of the natural gas connection. The building contractor has to realize a connection to the natural gas grid and the installation of the heating system. 1. Connection to the natural gas grid – The building contractor has to apply for a gas connection at the local network operator. The network operator or an installation company can construct the connection. In both cases the network operator has to connect the distribution line to the transport network. The network operator is obliged to construct a connection within 18 weeks. For this connection a connection tariff has to be paid. This connection tariff consist of a non-recurring part, for the construction of the connection, and an annual part for maintenance. These tariffs are regulated (consuWijzer 2011). 2. Installation of central heating system – The installation of the central heating system, including the High Efficiency-boiler is carried out by an installation company, which is hired by the building contractor. The building contractor pays an invoice for the costs of the installation, including the boiler and the installation costs. The energy performance of a new building must comply with the EPC requirements that result from the Energy Performance of New Buildings regulation to obtain a construction permit. The current required EPC value for dwellings of 0,6 does not require the implementation of a renewable heating system. The project developer can still comply with the conditions of the EPN regulation while choosing for HE boilers in a new residential area. Only some additional energy demand reducing measures will have to be taken, like additional roof, floor and/or outer wall insulation (Van der Loos and Vlot 2009) (Annex I; Bek, Awater). Individual central heating systems are treated as the reference alternative for heating by the Heat Law (Minister van Economische Zaken 2009).
52
District-heating network The second system for heating that is developed for new residential areas is district-heating. The choice for district-heating is made during the design phase of a new residential area. In general, new district-heating projects are only developed in the presence of an ambitious municipality, as was identified in chapter 5. The expansion of existing networks also happens under the leadership of a property developer. The central actor in the realization of a new district-heating network is a heat distribution company. Where the distribution and supply of heat is always arranged by the same company, heat is often bought from an external party (Annex I; Rödel) (Schepers and Valkengoed 2009). The following arrangements between actors are made to realize a district-heating network. 1.
2.
3.
Concession for development – The party that will develop the district-heating network needs to have a concession from the municipality. In the concession the amount of money to be paid per connected household, the connection tariff (Dutch: aansluitbijdrage), is formulated. The connection tariff is composed of the costs the heat supplier encounters to connect a household and a margin. The concession also contains the CO2 reduction that will be realized by the district-heating network per connected household, compared to a natural gas fired central heating boiler (Bennink and Benner 2009) (Annex I; Rödel). Contract for heat supply – Long term contracts are concluded between the heat producer and the heat supplier, often for 15 years, in which the purchase of heat from the heat producing facility is arranged. There are large differences with respect to the terms of the contract. The investment in the facility for the uncoupling of heat from the production facility is either made by the heat supplier or it is made by the heat producer and the costs are included in the price of heat. The investments in the auxiliary heating plants can also be made by the heat producer or by the heat supplier (Schepers and Valkengoed 2009). Various permits – Before the actual construction of the network can take place the heat supplier has to obtain various licenses, including a construction permit and permits for the laying of the pipelines. These permits are granted by the municipality or province.
All new buildings are subject to the requirements of the Energy Performance of New Buildings regulation. Also the ones that are connected to a district-heating network. It is only allowed to include the district heat connection in the EPC calculation, based on its actual efficiency, when a quality statement is issued and approved by the municipality. From the moment the Heat Law enters into force all companies that deliver heat to more than 10 consumers or produce more heat than 10.000 gigajoules per year need to have a permit to be allowed to deliver heat. The connection tariff for new district-heating projects will not be regulated by the Heat Law and may be determined in mutual agreement between the heat supplier, municipality and property developer (Minister van Economische Zaken 2009). The large heat producing facilities that are part of a district-heating network are part of the European Emission Trading scheme. The price of heat from these large installations is likely to rise in the future since the CO2-related expenditures of the companies owning these large installations will increase. The large plants must either make investments to reduce their CO2 emission, or, if this is impossible or expensive, buy an increasing percentage of the total quantity of allowances required (Annex I; Fortanier). This results in additional costs for heat production and these costs will be calculated in the price of heat. Operation of heating systems In the following the institutional arrangements that are provided for during the operational phase of individual central heating systems, collective heating systems and district-heating are described, including the parties involved. Individual central heating system In the operational phase of a HE boiler the property owner or occupier of a building enters into the following agreements: 1. Supply of natural gas – A one year or multiple year agreement with a supplier of natural gas. The price of natural gas can be fixed or variable depending on the type of agreement. For the use of natural gas an energy tax has to be paid. The energy tax on natural gas is lower for large consumers than for small consumers (EnergieNed and Netbeheer Nederland 2009; Rijksoverheid 2011).
53
2.
3.
Maintenance of natural gas connection – Each natural gas consumer has to pay the network operator of the gas network for his natural gas connection. Annually, an amount of money has to be paid for maintenance of the connection (consuWijzer 2011). Maintenance of heating system – Users of a HE-boiler have the option to conclude a maintenance contract with an installation company for annual maintenance of the boiler and help in case of failure.
Individual central heating systems fall outside the scope of the EU ETS system. They are treated as the reference system for heating by the Heat Law. Collective gas-fired heating system Most collective heating systems are situated in older apartment buildings, which are most often owned by housing corporations or owners’ associations (Van Eck 2010). The heating system is owned by the corporation or the owners association (Schepers and Valkengoed 2009). The housing corporation or owners’ association participate in the following arrangements: 1. Supply of natural gas – A one year or multi-year agreement with a supplier of natural gas. 2. Supply of heat – The occupants of the building pay the owners’ association or housing corporation for the heat via an energy charge (Annex I; Spierenburg). These collective heating installations are outside the scope of the EU ETS. They will however be subject to the Heat Law. District-heating network During the operational phase of a district-heating network the following arrangements are relevant: 1. Supply of heat – Buildings that are connected to a district-heating network obtain heat from the heat supplier. For the heat used the consumer pays a tariff. This tariff consists of a basic charge (Dutch: vastrecht) and a heat price. In the future the heat tariffs will be regulated by the Heat Law. The maximum heat tariff is linked, via the Not More Than Usual-principle, to the price of heat a consumer pays that makes use of an individual central heating system on natural gas. The connection tariff that may be charged by a heat supplier in case of expansion of the existing network will also be regulated by the Heat Law. This tariff shall not exceed the tariff paid by a gas consumer for its connection to the natural gas grid, to be calculated over a period of 30 years. Lastly, the Heat Law sets a maximum for the required margin or return on investment for the heat supplying company.
7.1.6 Actors On the lowest level of the dynamic layer model the individual actors are situated. These actors have their own mental maps, habits and routines with respect to the problems they identify and the solutions they consider feasible (Koppenjan and Groenewegen 2005). These are influenced by the informal institutions. In neoclassical economics actors are considered to be rational: they have all information available and are fully capable of taking decisions that minimize costs and maximize profits. In institutional economics actors are considered to be “bounded rational”: they are only able to absorb the information that is relevant for taking efficient decisions to a limited extent and are not fully capable to calculate the results of their actions (Williamson 1998; Groenewegen and Lemstra 2007). In chapter 5 the results of the stakeholder analysis are presented. Here the most important notions from this analysis are provided. A distinction can be made between new construction projects and existing buildings. Different stakeholders are involved with the heating system in new construction projects and the heating system in existing buildings. The central stakeholders, or companies, in the realization trajectory of a new residential district are property developers, building contractors and installation companies. These companies are each only responsible for a limited share of total work. Traditionally, there is minimal cooperation between the companies. They are financially driven and aim to realize their part of the work at minimal risks and against minimal costs. The objective of these companies is to provide what the market demands. Energy performance, sustainable building etc. are only important when the customer demands for it.
54
For existing buildings the owner of the building is important. In case the owner is not the occupier of the building the energy performance of the building is not of much interest to him. When the owner is also the occupier the situation is somewhat different. The owner of the building will in this case also reap the benefits of an energy performance improving investment. However, not many house owners are concerned with the improvement of the energy performance of their house due to ignorance, a lack of interest or an unequal comparison of the costs and benefits of an energy-related measure. These are all concrete manifestations of the bounded rationality of actors. Households that do have a willingness-to-invest in energy saving measures mostly desire to increase the comfort level of their house, decrease their monthly energy expenditures and decrease their impact on the environment.
7.2
Institutional arrangements local renewable heating systems
In the previous section the issues that are relevant on the different layers of institutions in relation to the implementation and operation of individual central heating systems and district-heating are explained. In this section it is explained whether the same institutional arrangements are also required for local renewable heating systems. Institutional arrangements implementation Implementation in existing buildings Collective solar boiler systems and gas absorption heat pumps are considered suitable for application in existing buildings. They are most suitable for use in apartment buildings that currently have a collective heating system. These systems are most often owned by the owner of the apartment building, which is most often a housing corporation or an owner’s association (Schepers and Valkengoed 2009) (Annex I; Spierenburg). 1. Contract for development – The housing corporation or owner’s association will conclude an agreement with a specialized installation company or energy company for the installation of the heating system. The heat distribution system does not have to be replaced, only the old gas-fired boiler will be replaced by a new boiler, on its original capacity, accompanied by a solar boiler system or a gas absorption heat pump. 2. Permit - A permit is required for the placement of the heat exchanger at the outside of the building. This permit is issued by the municipality. Implementation in new housing development The central actor in the realization of local renewable heating systems in new housing development is the project developer or the municipality. The following institutional arrangements need to be present in relation to the implementation of a local renewable heating system in a new residential district. 1.
2.
3. 4. 5.
Contract for development – The party (energy company or specialized installation company) that will realize the local renewable heating system concludes an agreement with the municipality and/or project developer on the system to be realized, the costs of the total system or the connection tariff per household and the realized CO2 emissions. This agreement resembles the agreement between the municipality and a heat supplying company for the development of a district-heating network. However, where the heat supplying company has the ownership over the heat supplying network the ownership of the local renewable heating system could be at various parties, including an energy company, an installation company, the project developer or the owners of the buildings. Connection to the natural gas grid – For the implementation of a local renewable heating system a connection to the natural gas grid needs to be arranged at the local network operator. This is the same for the installation of a HE boiler. Biomass supply contract – In case of a biomass boiler a, preferably, long term biomass supply contract needs to be signed (Coenen, Schlatmann et al. 2010). Connection to the electricity grid – For the realization of a UTES system a connection to the electricity grid needs to be arranged at the network operator. Various permits – Before the systems and the network can be constructed the project developer, energy company or installation company needs to obtain a construction permit, an extraction license in case of an UTES system and an environmental permit for a biomass boiler. These are additional permits when compared to district-heating and HE boilers.
55
The arrangements that need to be made for the implementation of a local renewable heating system are the sum of the arrangements that are required for the development of a district-heating network and the development of a HE boiler. In case of a UTES system an additional connection to the electricity network needs to be arranged. When a biomass boiler is to be applied a long-term biomass supply contract is an additional requirement. Lastly, some additional permits are required when compared to both conventional ways of heating. Local renewable heating systems are subject to the Heat Law. The company that delivers the heat needs to have a permit. The connection tariff for a new project is unregulated and can be determined by the heat supplier, municipality and property developer. The design of all new buildings has to comply with the EPC regulation. Local renewable heating systems score well in the EPC. Institutional arrangements operation Where the operation of a HE boiler is arranged by the occupant of a building and the operation of a districtheating network by the heat supplier, the operation of a local renewable heating system can be the responsibility of the installation company that realized the system, an energy company, the owner of the building or even another party. The following arrangements are important during the operational phase of a local renewable heating system. 1.
Supply of heat – Occupants of the buildings that are connected to a local renewable heating system receive heat from the heat supplier. For the heat used the consumer pays a tariff.
In the future, the heat tariff will be arranged by the Heat Law in case heat delivery is done by a party different from the owner of the buildings. In this case the heat tariff is capped by the Not More Than Usual-principle. Which is related to and variable with the price of gas. If the heat supplier and owner of the building are the same party the Heat Law does not apply, in this case heat is considered to be a free domain commodity. Local renewable heating systems at the size considered in this research are not subject to the European Emission Trading System.
7.3
Conclusions
When comparing the institutional arrangements that are required for individual central heating systems and district-heating systems in the context of the institutional arrangements that need to be provided for the implementation and operation of local renewable heating systems the following can be concluded: The implementation and operation of a solar boiler system or gas absorption heat pump in a collective heating system in an apartment building is only a physical action. The ownership of the system and the arrangements between the housing corporation or owner’s association and the occupants do not change. For the implementation of local renewable heating systems in new buildings both the institutional arrangements for HE boilers and district-heating need to be provided. This results from the fact that local renewable heating systems are collective heating systems, like district-heating. A network needs to be constructed for the distribution of heat. Local renewable heating systems make use of both a renewable source and a fossil fuel source, most often natural gas. For this reason also a connection to the natural gas network needs to be arranged. Lastly, some additional permits are required for the realization and operation of the system. During the operational phase the same type of institutional arrangements need to be provided for as for district-heating. Different companies can have the ownership over the system and also different companies can act as possible heat supplier. Because the required institutional arrangements for local renewable heating systems correspond with the existing institutional arrangements in relation to heat provision it can be assumed that these institutional arrangements can be provided for under the current formal institutions, when the Heat Law is implemented. However, the question remains whether the current institutional environment also stimulates the emergence of local renewable heating systems. The formal institutions have the following effects on the institutional arrangements and thereby on the realization of local renewable heating systems:
56
-
-
-
-
Renewable energy policy: Until recently the focus of the Dutch renewable energy policy has been on an increase of the share of renewable electricity and not on renewable heat. As a result, there has been limited attention throughout society on the renewability of heat supply. Heat Law: The legislative initiative towards a Heat Law has been put forth in 2003 and until today the Heat Law did not enter into force. Above all, this situation of regulatory uncertainty is unfavorable. The fact that various adjustments can be made in the legislation creates uncertainty. It makes it very difficult to assess whether an investment will be worthwhile in the future (Annex I; Van Egmond). In literature it is also acknowledged that political, or regulatory uncertainty is likely to block entrepreneurial action (Meijer, Hekkert et al. 2007). The opinions on the effects of the Heat Law differ. Generally, experts think that the effects for large companies will be limited, but that small heat suppliers and small heat projects will have difficulties to become financially viable. Amongst these projects are local renewable heating systems (Annex I; Van der Wielen, Van Eck, Van Egmond). The Heat Law will place a cap on the price of heat a heat supplier is allowed to charge per GJ of delivered heat. By the Not More Than Usual-principle the price suppliers are allowed to charge is not based on the expenditures they incur to deliver this heat, but related to the price of the reference alternative: the natural gas-fired HE 107 boiler. Local renewable heating systems require a high initial investment. As a result of the cap on the heat tariff local renewable heat suppliers cannot recover their investment via the price of heat. Energy Performance of Buildings regulation: Basically, this regulation stimulates the application of local renewable heating systems in new housing developments. Local renewable heating systems have a better score in the EPC requirement than HE boilers. However, the investment costs in relation to the EPC performance of local renewable heating systems is still unfavorable when compared to the price-performance of HE boilers. With the current EPC requirement of 0,6 the installation of a local renewable heating system is not required. The installation of a HE boiler with some additional insulation is still peremptory. The new multi-stage requirement puts area-based measures like district-heating and local renewable heating systems on a disadvantage. Building-related renewable heating systems, like individual heat pumps, will be included in the first stage. Local renewable heating systems and district heating will be incorporated in the second stage. A limited is set to the maximum contribution of second stage-measures to the norm value. The EPC regulation does not apply to existing buildings. As a result there is currently no incentive to improve the energy performance of existing buildings. Subsidies: There are a number of investment subsidies available for local renewable heating systems. Permits: When compared to HE boilers additional permits are required for the implementation and operation of local renewable heating systems. EU ETS: The price of heat from large heat producing plants (>20 MWth), that deliver heat to district-heating networks, is likely to rise in the future since the CO2-related expenditures of the companies owning these large installations will increase. The large plants must either make investments to reduce their CO2 emission, or, if this is impossible or expensive, buy an increasing percentage of the total quantity of allowances required (Annex I; Fortanier). As a result, the purchasing price of heat is likely to increase, but the maximum tariff that the supplier may charge to its consumers is capped by the NMTU-principle. The use of natural gas by small consumers does not fall under the EU-ETS. This is very unfavorable for the profitability of districtheating. It might in term increase the attractiveness of small-scale heating systems that fall outside the EU ETS though.
The following adjustments to the formal institutions could stimulate the emergence of local renewable heating systems: Heat Law: With respect to the Heat Law, clarity on its final outline is desirable. The current uncertainty is above all detrimental for investments in local renewable heating systems. Furthermore, by relating the consumer price of heat to the consumer price of natural gas the Heat Law will make it impossible to recoup the higher initial investments required for local renewable heating systems via the heat price. As mentioned, in its current outline, the Heat Law does not distinguish between different means of production. It therefore does lack an incentive for the application of renewable sources. However, a number of subsidy articles of the law are not formulated yet. If these are used as incentives for the realization of CO2 reduction, this would be beneficial for local renewable heating systems. Energy performance of new buildings: If the requirements on the energy performance of new buildings would be stricter, this would improve the position of renewable heating systems. The EPC requirement will be gradually sharpened in the coming years. Energy performance of existing buildings: As a result of the lack of enforcement of the labeling of existing buildings there is no incentive for the improvement of the energy performance of existing estate.
57
The proposed change to the Heat Law is unlikely, when looking at the “logic” between the Heat Law and the higher levels of formal institutions. From the moment the proposal towards a Heat Law has been made, the purpose of this Heat Law has been the regulation of the consumer price of heat. The intention has never been to promote renewable heating systems or to realize an increase of the share of renewable heat. When looking at the informal institutions and the way heating by means of natural gas is part of the Dutch culture the decision to relate the price of heat to the price of natural gas is explicable. On the other hand, the national government has ambitious policy targets on renewable energy. As was identified in chapter 1 heat demand accounts for the largest share of total energy demand. Currently only 2% of this heat demand originates from renewable sources. From this perspective additional incentives to stimulate the emergence of local renewable heating systems would be appropriate. These incentives could be included in the Heat Law or be, for instance, separate subsidies.
58
59
8
Competitive analysis
The purpose of this chapter is to identify the possible impacts of the introduction of local renewable heating systems on the current market for heating systems. Firstly, insight will be provided in the effects of local renewable heating systems on the market for individual central heating systems. Subsequently, the effects of the systems on the market for district heating are analyzed. This will be done by executing a competitive analysis using the five forces framework of Michael Porter. The first section handles Porter’s framework for competition and the way it will be applied in this research. In section two the introduction of local renewable heating systems on the market for individual central heating systems is analyzed. Section three provides the analysis of the effects of the introduction of local renewable heating systems on the market for district heating. Section four presents the conclusions of this chapter.
8.1
Porter’s framework on competitive forces
As was introduced in chapter two Michael Porter’s five forces framework is used in this research for the analysis of the market impacts of local renewable heating systems on the current market for heating systems. Porter identifies five different sources of competition that are present in any industry, which he calls the “competitive forces”. These five forces together make up the structure of an industry and determine the industry’s profitability. The five forces framework is presented in figure 8.1. According to Porter for a company to understand the profitability of an industry insight needs to be obtained in all five competitive forces. Subsequently, this insight can be used to develop a suitable strategy to respond to competition and thereby influence profitability (Porter 2008).
Figure 8.1: The five forces that shape industry competition (Porter 2008)
A set of economic and technical characteristics determine the strength of each competitive force. In the following an explanation is provided of each competitive force and the characteristics that are relevant in relation to each of the five competitive forces. Rivalry among existing competitors This competitive force refers to the level of competition between established industry rivals. High rivalry limits the profitability of an industry. The degree to which rivalry drives down an industry’s profit depends on two things. Firstly, it depends on the intensity of rivalry. The intensity of rivalry is large if the industry has the following characteristics: a large number of firms or firms with an equal market share, a slow industry growth, high exit barriers, large diversity of rivals. Secondly, the degree to which rivalry drives down profitability of a market depends on the basis on which competitors compete. Competition on price is the most destructive for profit.
60
Competitors are likely to compete on price if: products are almost identical, consumers have low switching costs, fixed costs are high and marginal costs are low or the product is perishable. Threat of new entrants The second force of competition that Michael Porter distinguishes refers to the threat of new competitors entering the market. The threat of entry in an industry depends on the existence of barriers to entry. Barriers to entry are characteristics of an industry that protect the current industry players and create difficulties for new rivals to enter the market. Porter has identified seven major sources of barriers to entry: supply-side economies of scale, demand-side benefits of scale, customer switching costs, capital requirements, cost disadvantages independent of size, unequal access to distribution channels and restrictive government policy. Bargaining power of buyers The power of buyers is the impact that customers have on the market. When buyer’s power is strong consumers can force down the prices in the industry. Buyers are powerful when: there are few buyers or buyers are large in volume when compared to the companies in the industry, the industry’s products are undifferentiated, buyers encounter no switching costs when switching company or they pose the threat of integrating backwards. Bargaining power of suppliers Companies depend on various suppliers for the production of their product or service. These suppliers can have power over the market. The power of suppliers in an industry may be strong or weak depending on market conditions and the importance of the product that they offer. Suppliers are powerful if: they are more concentrated than the industry they supply to, there are switching costs involved for industry participants when switching suppliers, the industry is no important customer for the supplier group, there is no substitute for the product they supply and if there is a threat that the supplier group will integrate forward into the market. Threat of substitute products According to Porter: “A substitute performs the same or a similar function as an industry’s product by a different means” (Porter 2008) p31. A high threat of substitutes influences industry’s profitability by placing a cap on prices. Substitute products pose a significant threat if: the price-performance of the substitute is attractive when compared to the current industry product and the buyers incur limited switching costs when switching from the industry’s product to the substitute product. In the following two sections a “five forces-analysis” is made of the market for individual central heating boilers and of the market for district heating. This is done by examining the strength of each competitive force on the basis of the characteristics that, according to Porter, define the forces. The general terms used by Porter are translated to industry-specific terms. Energy companies are involved in both the market for individual central heating systems and the market for district heating. Local renewable heating systems are considered a substitute product for both ways of heating. The aim of this analysis is especially to determine the effect of these substitute products on both markets. This makes it possible to determine to what extent the substitute products will influence the current business of the energy companies.
8.2
Analysis of the market for individual central heating systems
An individual central heating system with a natural gas fired High Efficiency-boiler can be considered the conventional system for heating. From chapter 6 it became clear that local renewable heating systems are, under the current conditions, no substitute for HE boilers in the existing built environment. Two local renewable heating systems are not applicable in existing buildings. The systems that are applicable in existing buildings, solar boilers and gas absorption heat pumps, are “add-ons”. These systems can only be applied in combination with a conventional heating installation and do not replace gas-fired boilers. In new construction and large renovation projects local renewable heating systems can be installed instead of individual central heating systems. For this reason, this analysis focuses on the competition between HE boilers and local renewable heating systems in new construction and large renovation projects.
61
The trajectory towards the realization of a new residential district or building has been explained in chapter 5. Traditionally, a property developer is responsible during the design phase of a new residential area. The actual construction is executed under the direction of a building contractor. The building contractor hires an installation company for the realization of the heating systems in the buildings. Porter’s general framework applied on the market for gas-fired boilers is presented in figure 8.2.
Figure 8.2: The five forces applied on the market for HE boilers
In the remainder of this section an explanation is provided of the strength of the five forces in this market. 1.
Rivalry among existing competitors = Rivalry among existing installation companies
The companies that are active in the implementation of HE boilers in the built environment are installation companies. In relation to HE boilers, the incumbent energy companies can also be considered installation companies. Energy companies Eneco, Essent and Nuon each have their own installation (daughter-) company that is active in the advice, installation, sales and maintenance of gas-fired boilers (Van Eck 2010). Installation companies offer both a product and the accompanying services. The product is in the central heating system, including the boiler. The services are the advice on, the installation of and the maintenance of the boiler. The majority of installation companies is entirely focused on HE boilers. These companies often have only limited knowledge of and no experience with alternative heating systems (Van Eck 2010). Distribution of market share According to Porter, when there are a large number of competitors on the market, or competitors which are more or less equal in size and power, rivalry in the industry tends to be large (Porter 2008). The majority of installation companies, around 5500, is affiliated with sector organization Uneto-Vni. Amongst these 5500 companies there are 20 large, 500 medium-sized and 4800 small companies. The large companies compete for contracts from industrial parties and hospitals and are only active in large heating systems. Most medium-sized companies, with 100-150 employees, have a focus on large new construction projects and major renovation projects. The small installation companies only work on the consumer market or for small business consumers. A number of small installation companies is specialized in new construction projects and therefore also work on smaller new construction projects up to 50 houses (Annex I; Bek). In fact, the installation market consists of three sub-markets: industry and hospitals, new construction projects and large renovation projects and the small consumer market. The number of competitors on each of these sub-markets is large and these companies have a more or less similar market share. Industry growth Industry growth effects the level of competition on a market. A slow industry growth often intensifies rivalry, since competitors will fight for market share (Porter 2008). The demand for individual central heating systems has increased in the period between 1995 and 2008. Where in 1995 the system was applied in only 74% of the total
62
housing stock in 2008 this was 86% of houses. This increase was mainly at the expense of local heating systems (e.g. gas stoves) (Schepers and Valkengoed 2009) The previous six years the demand for central heating boilers has been stable: around 400.000 boilers per year (Senternovem 2008). In 2010 425.000 central heating boilers have been sold in the Netherlands, of which 30.000 for new constructed buildings. The remaining 390.000 boilers replaced old heating systems in existing buildings. On the sub-market where the medium-sized installation companies operate the situation is however very different. The number of new construction projects is at present historically low (NOS 2011). Many installation companies fight for a limited number of projects. There are currently situations in the market where more than 10 installation companies are bidding on the same contract (Annex I; Bek). Barriers to exit the market The presence of exit barriers, like the ownership of highly specialized assets, places high costs on leaving the market. As a result competitors are not likely to leave the market, even in case of negative earnings. This increases rivalry in the market. Installation companies do not encounter high exit barriers. Except for the knowledge of the employees the assets of an installation company are not highly specialized. Product differentiation In an industry where the competitors in the market offer products or services that are highly identical rivalry is often high. The products and services installation companies offer are highly identical, since the majority of installation companies only sells and installs gas-fired central heating systems. The main difference between the systems is that the boilers can come from different manufacturers. The differences between these boilers are however marginal. Installation companies associated to the large utility companies do also not distinguish themselves from other installation companies (Annex I; Bek). Installation companies are usually involved as subcontractors in construction or renovation projects at a point in time when all plans on energy installations have already been made. As a result the design of the energy supply system is limited to the identification of the location of the boiler (Van Eck 2010). This also limits their possibilities for differentiation. Switching barriers for building contractors In case of low switching costs customers can freely switch from one company to another. This increases rivalry, since competitors tend to try to win customers by an attractive pricing of their products. Building contractors encounter no switching costs when changing the installation company they do business with (Annex I; Bek). Costs structure of product and service Porter identifies that the costs structure for the companies in an industry influences rivalry. In case the competitors’ fixed costs are high and their marginal costs are low competition on the market is often high. This is not the case for installation companies. Perishability of product Central heating systems are not perishable. 2.
Threat of new entrants = Threat of new installation companies
In relation to the market for central heating systems the threat of new entrants corresponds with the threat of new installation companies entering the market. As was described above the threat of entry depends on the presence of entry barriers, defined by Porter as “the advantages existing market parties have over new entrants” (Porter 2008). The following can be stated about the existence of entry barriers on the installation market. Supply-side economies of scale Supply-side economies of scale arise when firms that have larger volumes encounter lower costs per unit of product. As a result new entrants have a cost disadvantage over existing market participants when entering the market at a small scale or are forced to enter the market at a large scale to be able to compete. On the market for installation-companies the medium-sized firms have a cost advantage over small companies. Most medium-sized firms have price agreements with boiler manufacturers based on the quantities of boilers they purchase. For new entrants it will be difficult to compete for the same contracts as these medium-sized firms because of this cost advantage. However, it is not difficult to enter the consumer market and compete with the small-scale firms (Annex I; Bek).
63
Demand-side benefits of scale Porter calls these benefits “network effects”. These network effects arise in industries where consumers are willing to pay more for the products and services of large companies. When looking at the market for installation companies, the names of the medium-sized companies are nationally known. This might deter new entrants to enter in competition with especially these companies. Customer switching costs In some cases buyers encounter costs when they switch supplier. This creates an entry barrier, since these costs will make buyers hesitant to make a switch of supplier. Building contractors are not confronted with any costs when they decide to make use of the services of another installation company. Capital requirements Another barrier for entry for companies that might want to enter an industry are capital requirements, defined by Porter as “the need to invest large financial resources in order to compete” (Porter 2008). In some in industries large investments are required into things like fixed assets or inventory. The initial investment requirements for new installation companies are limited. Only some costs need to be made for tools and transportation (Annex I; Bek). Cost advantages independent of size In some cases incumbent market participants have advantages on new entrants not related to their size, but as a result of the fact that they are already present on the market. As described above, some medium-sized companies have an established name on the market which might offer them an advantage. Unequal access to distribution channels This characteristic refers to the availability of wholesale or retail channels in an industry. If it is difficult to obtain access to the buyers on a market new competitors are less inclined towards entering a market. On the market for installation companies it is not very difficult to get access to the building contractors. In case of a new construction project building contractors send the specifications of the project to a couple of installation companies. These companies are asked to make out an invoice based on these specifications. A new, and therefore unknown entrant might not be sent the specifications in first instance but will first make himself known. Restrictive government policy The government can create barriers to enter an industry via regulation. There are no such barriers in relation to the market for installation companies. Installation companies do not require any permits before they are allowed to enter in business (Annex I; Bek). 3.
Bargaining power of buyers = Bargaining power building contractors
Building contractors, together with property developers, have a central role in new construction projects. They take the majority of decisions throughout the building process. Property developers hire a building contractor, which in turn hires sub-contractors, including installation companies (Annex I; Bek). Building contractors have the same role in large renovation projects, but property developers are not involved (Van Eck 2010). Four factors determine the bargaining power of buyers: Building contractor concentration compared to installation company concentration One of the characteristics that, according to Porter, effects the bargaining power of customers is the number of buyers in relation to the number of companies in the industry at stake. If there are few buyers, or buyers that buy large volumes at a time, bargaining power is significant. When looking at the sub-market for new construction projects, there are 500 installation companies in this market. These 500 companies compete for large contracts, namely installation jobs for large new construction projects. As a result of the current slump in the market for new housing construction the amount of work that is available for the medium-sized installation companies is currently limited (NOS 2011). This scarcity creates bargaining power for building contractors. Product differentiation of installation companies If the products or services of an industry are undifferentiated buyer power is high, because buyers can be picky regarding with which company they enter into a contract. As was described earlier in this chapter the products and services that are offered by installation companies are undifferentiated.
64
Switching costs for consumers Another influencing factor for the bargaining power of buyers is the fact whether consumers encounter switching costs when changing supplier. This is, as was identified before, not the case in the installation sector. Building contractors can switch between installation companies free of costs. This increases the bargaining power of building contractors. Possibility of backward integration The last source of bargaining power of buyers, defined by Porter, arises when buyers can credibly threaten to integrate backward into the industry in case the industry’s participants are considered too profitable. At this moment, there are practically no building contractors that have their own installation department (Annex I; Bek). For this reason it is assumed that the threat of backward integration is not present. Buyers will especially use their buyer power if they are price sensitive. Porter defines a number of factors that increases the price sensitivity of buyers (Porter 2008). Building contractors are price sensitive because they earn low profits themselves. The slump in the building construction market is also unfavorable for building contractors. Multiple building contractors tender for the same projects. The competition is harsh and the contract prices are low (Bouwend Nederland 2011). This creates price sensitivity from the side of the building contractors in the hiring of sub-contractors. 4.
Bargaining power of suppliers = Bargaining power of HE boiler manufacturers
The main suppliers of installation companies are the boiler manufacturers. There are five large boiler manufactures, of which three have a large market share and two have a somewhat smaller market share. The three large suppliers are Remeha, Intergas and Nefit. The two other suppliers are AWB-Valiant and Agpo. These manufactures deliver equivalent products (Annex I; Bek). According to Porter five factors determine the bargaining power of HE boiler manufacturers. HE boiler supplier concentration compared to installation company concentration A supplier group has a lot of bargaining power when it is more concentrated than the companies in the industry. When there are many industry parties and a limited number of suppliers the supplier can set the price. In the installation market there are, as identified, many installation companies active. In contrast, there are only a limited number of boiler manufacturers. This makes the installation companies vulnerable. Switching costs for installation companies that want to switch supplier Another factor that influences the bargaining power of suppliers is whether there are switching costs involved for industry participants that want to switch supplier. This is not the case in the installation business. Installation companies can without any trouble switch supplier (Annex I; Bek). Importance of installation companies for HE boiler suppliers If a market is not very important for the supplier group this supplier group will try to earn maximum profits out of this market. On the contrary, if a market is important for a supplier the attitude of the supplier will be completely different. It will ask reasonable prices and contribute in R&D and lobbying activities. Installation companies are the most important distribution channel for boiler manufactures towards the end consumer. For this reason it can be assumed that HE boiler suppliers exert limited bargaining power. Availability of substitute for supplier groups’ product A supplier group can exert significant influence on an industry when there is no real substitute available for the suppliers product. In existing buildings where a gas connection is present and a high temperature heating system there is no real alternative for the HE boiler. Only if this building is located near an existing district heating network district heating can be applied. In new buildings there are different heating systems that can be a substitute for HE boilers, including district heating, a collective biomass fired boiler, a UTES system or smaller types of heat pumps at the size of an individual building. However, the decision to apply these systems needs to be taken during the design phase of the residential district, since these systems have different prerequisites than HE boilers (e.g. heavier connection to the electricity grid instead of a gas connection, the implementation of a low temperature heating system, available space for the collective heating system).
65
Possibility of forward integration Like buyers can impose the threat of backward integration, suppliers can threaten to integrate forward into the industry when the margins made in the industry are very high. This threat will keep profits limited. With respect to the industry at stake here: it is highly unlikely for boiler manufacturers to integrate forward into the market. The margins in the industry are therefore too low (Annex I; Bek). 5.
Threat of substitute products = Threat of local renewable heating systems
The fifth competitive force consists of substitute products. In new construction and large renovation projects a number of local renewable heating systems can be considered substitutes for HE boilers. The threat of substitute products is high if these products offer an attractive price-performance trade-off to the industry’s product and when buyers encounter no, or limited, costs when switching to the substitute product. In this research UTES systems and biomass fired boilers are considered potential substitutes for the HE boiler in new construction projects. Price-performance of local renewable heating systems compared to HE boilers According to Porter, one of the factors that determines the threat of substitute products on a market is the priceperformance of this substitute, from the perspective of the consumer, when compared to the industry’s product (Porter 2008). In this analysis the building contractor is the consumer. The building contractor traditionally enters a housing development project as a result of a tendering procedure (this trajectory is described in chapter 5). This is after the design of the buildings has been made. At this point in time the choice for the heating system that will be applied in the buildings has also already been made. A building contractor has no influence on the heating system to be installed in a building. For this reason a local renewable heating system is considered to be no substitute for a HE boiler from his perspective. Switching costs for building contractor Substitutes can pose a threat to the industry’s product when the costs for switching to the substitute product are low for the consumer. The amount of switching costs a building contractor encounters when switching to a local renewable heating system depends on the advancement of the construction phase. The costs of switching to a UTES system are for instance high when already high temperature heating systems are constructed in the buildings. These will have to be replaced by low temperature heating systems. The costs of switching to a biomass boiler are also high when individual connections to the gas infrastructure are installed, where a heat distribution system is needed. The examples described here are maybe not very likely to occur. They show however that during the design process several decisions need to be in accordance with each other for the installation of local renewable heating systems to be possible.
8.3
Analysis of market for district heating
The second heating system that has been dominantly applied in new construction projects since 1980 is district heating. In chapter 4 it has been concluded that new district heating projects are only developed for new residential areas of significant size in the presence of a large residual heat source. Smaller amounts of buildings are only connected to district heating in a present district heating area. The same counts for existing buildings. Both are examples of network compaction (Dutch: netverdichting). The choice for district heating is made during the design phase of a project. In case of a new district heating project the municipality starts up a tendering procedure, assesses the applications and grants the concession. In case of new housing development in an area with an existing district heating network the decision to connect the houses to this network can also be made by the property developer. In a district heating area also existing buildings can be connected to a district heating system. Porter’s general framework applied on the market for district heating is presented in figure 8.3. In the remainder of this section an explanation is provided of the strength of the five forces in this market.
66
Figure 8.3: The five forces applied on the market for district heating
1. Rivalry among existing competitors = Rivalry among existing heat supply companies The development of a new district heating project starts with a tendering procedure initiated by a municipality. The parties that compete for the concession following from this tendering procedure are heat supply companies. In the Netherlands there are currently thirteen large scale district heating networks, with 5000 or more connections. Eneco is the largest supplier in these networks, followed by Nuon, Essent and Stadsverwarming Purmerend. Apart from these large scale networks there are around 300 medium-sized district heating networks, with less than 5000 connected consumers, which are also mainly operated by the large energy companies. Furthermore, there are over 6000 small scale networks that connect on average 40 consumers (Schepers and Valkengoed 2009). In this research these small networks are not considered district heating networks, but collective heating systems (Dutch: blokverwarming). The following can be said about the factors that, according to Porter, influence rivalry among the competitors in an industry. Distribution of market share A large number of competitors on the market, or competitors which are more or less equal in size and power, boosts the level of competition on a market (Porter 2008). With respect to the large district heating networks the number of competitors is limited. Eneco, Nuon and Essent are the main heat suppliers. Both in terms of the amount of networks and the number of connections Eneco has the largest market share (94.000 connections in 5 networks), followed by Nuon (64.700 connections in 4 networks) and Essent (36.300 connections in 2 networks). SV Purmerend is supplier of one network with 24.300 connections. For the 300 medium-sized networks the distribution of market share is roughly the same (Schepers and Valkengoed 2009). So, on the market for medium to large scale district heating networks only a limited amount of heat suppliers compete which are all around the same size. This could increase competition. Industry growth According to Porter, also industry growth effects the level of competition on a market. Competitors are more likely to fight for market share in case of a slow industry growth (Porter 2008). In relation to district heating with industry growth an increase in the number of networks is meant and not an increase of the number of connections in existing networks. In the end of the 1980’s there was an active stimulation policy for district heating, which resulted in the development of numerous networks. In the 1990’s almost no networks have been completed. In the past decade, in many new residential districts a district heating network has been constructed. For the future, an increase in the development of district heating projects is expected. However, the financial crisis has resulted in the delay or postponement of some housing development plans. As a consequence the construction of the district heating networks has also been delayed or canceled (Schepers and Valkengoed 2009).
67
Barriers to exit the market The presence of exit barriers, like the ownership of highly specialized assets, places high costs on leaving the market. As a result, competitors are not likely to leave the market, even in case of negative earnings. This increases rivalry in the market. There are high exit barriers for heat supply companies to exit from operating projects. There are no exit barriers for heat suppliers in relation to new projects. The current heat suppliers are free in the choice whether to enter into a tendering procedure for a new district heating network. Product differentiation In industries where the products or services offered are highly identical the rivalry on prices is often intense. The technique for heat supply used by the large energy companies is more or less similar. It is however possible that in the design of a district heating network the different suppliers use different heat sources. Where the focus of Nuon is on heat delivery from large residual heat sources both Eneco and Essent more active in small scale heat producing facilities (Annex I; Van der Wielen, Rödel). Apart from having different spatial consequences this can lead to a different CO2 profile per project. The CO2 emission reduction realized by means of the heat delivery, compared to a gas-fired central heating system, is one of the criteria used by municipalities in the assessment of the various applications in a tendering procedure. So, where the technology for heat supply is the same, the heat source in different projects can vary and therefore the CO2 performance of different projects. Switching barriers for municipalities When switching costs are low customers encounter limited costs when switching from one supplier to another. According to Porter, low switching costs are an stimulating factor for price competition, because competitors are encouraged to cut prices to win customers (Porter 2008). This characteristic is only relevant for municipalities that already have a district heating network within the municipal boundaries. In the design phase of a new housing project municipalities can decide for district heating. In case of a small housing project it is likely that these houses will be connected to the existing network. In case of large scale developments it is likely that the municipality first starts negotiations with the local supplier (Annex I; Rödel). For the municipality of Amsterdam Westpoort Warmte, a joint-venture between the municipality and Nuon, is the preferred supplier in new projects (Annex I; Kemmeren). The municipality of Utrecht will presumable first approach Eneco in case of a desire for an additional district heating network, as will the municipality of Rotterdam. Municipalities however do not encounter switching costs when a second network is developed by another supplier. Costs structure of product and service Porter identifies that the costs structure of the companies in an industry influences rivalry. When the industry participants have high fixed costs and low marginal costs the level of competition on the market tends to be high. Heat suppliers certainly have to deal with high fixed costs related to the transport- and distribution network, the auxiliary heating plants and the facilities for the uncoupling of heat. The marginal costs of connecting an additional consumer are low. According to Porter such a costs structure is an incentive for companies to offer their product at a price below their marginal costs to “steal incremental customers” (Porter 2008). This situation does not occur between different heat suppliers in district heating networks that are already in operation, since these networks, and thereby regions, rely on a single supplier. Consumers have no choice with respect to the supplier they buy their heat from. However, this cost structure might be an incentive for heat suppliers to connect additional houses in an existing network against a lower connection tariff, to prevent these houses to choose for another mode of heat supply. The connection tariff for new connections in an existing network is usually lower (Annex I; Rödel). Perishability of product A district heating network is not perishable. 2.
Threat of new entrants = Threat of new heat supply companies
The threat of new entrants in relation to large and medium scale district heating networks refers to the threat of new heat supply companies entering the market. The threat of entry depends on the existence of entry barriers. The entry barriers for the market for district heating are described below. Supply-side economies of scale Porter speaks of supply-side economies of scale when firms that have larger volumes encounter lower costs per unit of product. As a result new entrants have a cost disadvantage over existing market participants when entering the market at a small scale. In relation to the operation of district heating networks there is a potential disadvantage for new entrants when compared to companies that already operate one or multiple district heating
68
networks. This disadvantage result from the Heat Law. By means of the Heat Law, that is expected to enter into force early 2012, a maximum is set for the return on investment that a heat supplier is allowed to generate. As a result of a phenomenon called “pooling” new heat suppliers that have no networks have a disadvantage over companies that already have a number of networks in their portfolio. The financial performance of the heating system is tested by means of a test on the level of the total portfolio of heating systems of a heat supplier. Pooling is possible: compensating a loss-making project with other profitable projects in the company’s portfolio (RvB NMa 2010). No company will enter into a project that is considered to be unprofitable in advance, but because pooling is possible existing heat suppliers can spread their risks. The maximum return on investment that heat suppliers are allowed to generate is based on large companies. Smaller companies need to obtain a higher return on investment as a result of higher investment risks. These larger investment risks are caused by the fact that more debt capital is attracted to be able to do the investment (Annex I; Van Egmond). Lastly, current industry participants have the advantage that they can apportion some general expenses, including overhead costs, over more projects. Demand-side benefits of scale This entry barrier plays a role when customers are willing to pay more for a company’s product in case this company has a large number of other buyers. It is assumed that the willingness to pay for the project of an existing heat supply company does not increase with the number of projects this company has already in operation. Customer switching costs Switching costs make consumers reluctant to switch supplier and therefore create an entry barrier for potential new market participants. There are no switching costs involved when a municipality decides to offer the concession for a new network in the municipality to another supplier than the company that has developed an existing network. Capital requirements Another barrier for entry for companies that might want to enter an industry are capital requirements, defined by Porter as “the need to invest large financial resources in order to compete” (Porter 2008). Capital requirements play a role in district heating projects. A heat supply company must be able to make a large initial investment in the transport- and distribution network. There can be years between this investment and the moment the company starts making revenues (Bennink and Benner 2009). Large energy companies are well able to realize this large investment (Annex I; Rödel). This is one of the reasons of their dominant involvement in district heating (apart from historical developments, an affinity with the product heat and the potential of CO2 emission reduction). Companies with less purchasing power might have more difficulties with these capital requirements. Cost advantages independent of size Incumbents can have cost or quality advantages independent of their size. Existing heat suppliers can have advantages related to the fact that they are already on the market. This manifests itself mainly per region. An existing market party that operates a good network with a good CO2 performance is likely to be the first interlocutor for municipalities in a region that are planning to develop a district heating network. Although the development of a district heating network is often publically put to tender this is not required according to European legislation (Annex I; Kemmeren). Unequal access to distribution channels This entry barrier refers to the difficulty to obtain access to the buyers on a market. If this is difficult this will scare of new entrants. Porter relates this to the physical availability of wholesale or retail channels in an industry (Porter 2008). The buyers of a new district heating project are municipalities via a tendering procedure. These procedures are often public, so from this perspective there is equal access for new or existing heat suppliers to the tendering procedures (Annex I; Rödel). Restrictive government policy The final barrier of entry identified by Porter is the presence of a government policy that restricts new companies to enter a market. In the future, as a result of the Heat Law, suppliers of heat will need to have a permit before they are allowed to supply heat. To be eligible for a permit, companies must demonstrate that they possess the necessary organizational, financial and technical qualities required for heat delivery. The permit will be granted by the office of energy regulation (Dutch: Energiekamer) that is part of the Dutch competition authority (Energiekamer 2011). Furthermore, the Heat Law is likely to increase the administrative burden for heat suppliers,
69
due to an increase of required data supply (Annex I; Van Egmond). As a result it might be less attractive for new heat supplying companies to enter the market. At this moment, the regulatory uncertainty with regard to the final outline of the Heat Law also is an entry barrier (Van Eck 2007). 3.
Bargaining power of buyers = Bargaining power of municipalities
The buyers of new district heating projects are municipalities. Municipalities have, during the design phase of a new residential district, the possibility to make a choice for district heating as the heat supply system. As was identified in chapter 5, only municipalities with an ambitious climate- and energy policy are likely to interfere with decisions on the energy performance of new construction projects. Municipalities find two criteria important in relation to the heat supply system: the costs per connection (the connection tariff) and the realized CO2 reduction when compared to a gas-fired system (Annex I; Rödel, Van Bulderen). Municipalities without ambitious energy policy targets will leave the design of a residential area, including the heating systems applied, completely to the market. Municipality concentration compared to heat supply company concentration One of the characteristics that, according to Porter, affects the bargaining power of customers is the number of buyers in relation to the number of companies in the industry at stake. If there are few buyers, or buyers that buy large volumes at a time, bargaining power is significant. In the heat supplying business large contracts are at stake. The number of large new district heating projects that are currently in development is limited as a result of a limited amount of large scale construction projects. The could increase competition the projects that are being planned. Product differentiation of heat supply companies If the products or services of an industry are undifferentiated buyer power is high, because buyers can be picky regarding with which company they enter into a contract. Product differentiation between different heat suppliers is limited. Technically, the systems are highly comparable. However, different suppliers might offer a different amount of CO2 reduction because they can choose to apply different heat sources. Switching costs for consumers As was indicated earlier consumers, municipalities in this case, encounter no switching costs in changing heat supplier for the development of a new district heating project. Possibility of backward integration Buyers that can credibly threaten to integrate backward into an industry are the last source of bargaining power of municipalities. Government involvement in the operation of large district heating networks is rare. In Purmerend the municipality is 100% shareholder of the heat supplying company and thereby of the network (Stadsverwarming Purmerend B.V. 2011). In the north-west of Amsterdam district heat is supplied by Westpoort Warmte, which is a 50/50 joint venture between Nuon and the municipality of Amsterdam (Annex I; Kemmeren). As was also indicated in the previous section, buyers will especially use their buyer power if they are price sensitive. Porter defines a number of factors that increase the price sensitivity of buyers (Porter 2008). It is assumed that municipalities are only limitedly price sensitive, but more environmentally driven (Annex I; Van Bulderen). The municipality considers CO2 emission reduction to be of more importance than the costs per connection, the connection tariff. 4.
Bargaining power of suppliers = Bargaining power of heat producers
The most important suppliers for the heat supplying companies are heat producers. Heat supplying companies buy heat from heat producing facilities, which can be large Combined Heat and Power plants, but also waste incineration facilities or other industrial heat sources (Van Eck 2007). The heat producer can be the same company as the heat supplier or it can be another party. In most large district heating networks the owner of the heat producing facility is different from the heat supplying company. Eneco supplies, next to its own heat, mainly heat produced by E.On and Nuon. E.On and Electrabel are only heat producers and are not active in the supply of heat. Nuon supplies Nuon-heat, heat from Electrabel, E.On and waste incinerators (Duiven and Amsterdam). Essent only supplies heat from its own plants (Schepers and Valkengoed 2009). According to Porter five factors determine the bargaining power of heat producers.
70
Heat producer concentration compared to heat supplier concentration A supplier group has a lot of bargaining power when it is more concentrated than the companies in the industry. When there are many industry parties and a limited number of suppliers the supplier can set the price. A large district heating network is most often designed around one residual heat source (Energiekamer 2009). From this perspective the heat supplier is dependent on the owner of this residual heat source. As a result, to some extent, this heat producer can set the price. On the other hand, the heat producer also benefits from the arrangement with the heat supplier. He has a destination for his residual heat which delivers income (Annex I; Rödel). Switching costs for heat supply companies that want to switch heat producer The large district heating networks in the Netherlands are designed around existing (electricity and) heat producing facilities. Suppliers have long term contracts, most often in the order of fifteen years, with the producers of heat. If the main heat source disappears it will take years to build a new installation. Heat suppliers have no short-term alternative, unless an economically feasible alternative heat source is planned or gas boilers are constructed (Van Eck 2007) (Annex I; Rödel). So, apart from being difficult to switch supplier, it is also very expensive to switch heat supplier. Importance of heat supply companies for heat producers The heat producing facilities in a district heating network are adapted to make the delivery of heat possible. These investments are most often made by the heat producing company. Also the auxiliary heating plants that provide for peak demand are often bought by the heat producing company. Furthermore, when the heat producing facility is no longer able to supply heat to the heat supplying company additional investments will have to be made to get rid of the residual heat. From this it can be concluded that heat supply companies are important for heat producers (Annex I; Rödel). Availability of substitute for supplier groups’ product On the short term, there is in most cases no substitute available for the heat from a heat producing facility. As was indicated above a district heating network is designed around a heat producing facility. If different heat producing facilities are locally available a connection to the heat supply network needs to be made and contracts need to be concluded. If no other heat producing facilities are present these need to be constructed, which is a timely and costly process. For this reason, on the short term there is no substitute available to the suppliers group’s product (Van Eck 2007). Possibility of forward integration Bargaining power results from a situation in which suppliers can credibly threaten to integrate forward into the industry they supply to. In a number of district heating networks the company that is responsible for heat production is also the heat supplier. In other networks the heat producing company is different from the heat supplier. It is not likely that the companies that currently deliver heat in existing networks will take over the heat supply activities from the heat supplying companies. The heat supplier is also the owner of the network. It is unlikely that heat producers will take over the ownership of the network. There are currently a number of energy companies that are active in the production of heat for district heating but not in heat supply. These companies are Electrabel and E.On. It is not likely that Electrabel enters the market for heat supply. Electrabel has even recently sold a CHP plant in Almere to Nuon, the local heat supplier and owner of the district heating network in Almere. Electrabel considered it beneficial if production and supply of heat are executed by the same company (Nuon 2009). E.On is active in heat supply in several Nordic countries (E.ON Värme Sverige 2009). E.On’s Dutch energy plants that are currently not attached to a district heating network are unsuitable for heat production for district heating (E.On Benelux 2008). 5.
Threat of substitute products = Threat of local renewable heating systems
The fifth competitive force, as defined by Porter, consists of substitute products. In new construction and large renovation projects Underground Thermal Energy Storage systems and biomass boilers can be considered a substitute for district heating. For existing buildings, specifically for apartment buildings that currently have a collective heating system, gas absorption heat pumps and collective solar boiler systems are substitute heating systems. The threat of substitute products is high if these products offer an attractive price-performance trade-off to the industry’s product and when buyers encounter no, or limited costs when switching to the substitute product.
71
Price-performance of local renewable heating systems compared to district heating A substitute that offers an attractive price performance to the industry’s product from the perspective of the consumer poses a threat for this industry. As has already been explained in chapter 5, municipalities with ambitious energy- and climate objectives sometimes do not leave the choice for the heat supply system to be developed in a new residential area to the property developer. They start up a tendering procedure themselves. The tender can be specifically bounded to district heating, but also situations in which multiple options are tendered out in competition occur. In this case both energy companies and specialized installation companies can respond to the tender. Municipalities assess alternative heating systems on the required investment per connection and the realized CO2 emission reduction (Annex I; Van Bulderen). UTES systems require a higher investment per connection than district heating projects and realize less CO2 emission reduction. The investment costs of a biomass boiler are comparable to the investment per connection of a district heating network. The CO2 emissions of a biomass boiler are quite high, but these do not have to be taken into consideration according to regulation, since it is short-cycle carbon (Annex I; Awater) (Chappin and Dijkema 2009). Taking this into consideration the CO2 emissions of a biomass boiler in kg per GJ are somewhat lower than for district heating. In general, it can be stated that local renewable heating systems are a substitute for district heating in new residential areas. The choice of a municipality will vary and is largely depend on local circumstances. In case a large residual heat source is available the development of a district heating network based on this heat source is likely. Where there is biomass locally available the choice for a biomass boiler is sensible. The preference technology of an involved energy consultancy company can also be of influence on the municipality’s decision (Annex I; Van Bulderen, Kemmeren). Furthermore, emotions and perceptions play a role in the decision making process. UTES systems are for instance considered more sympathetic than district heating systems by some people due to their small scale (Annex I; Kemmeren). Property developers, in their role as coordinator of the realization of new residential areas, are potential consumers of district heating connections. They will not initiate the development of a new district heating network, but in existing district heating areas they have the choice to connect their new buildings to this district heating network. As explained in chapter 7, a property developer has to comply with the EPC requirements on the energy performance of buildings and will try to obtain the required EPC value against minimal costs (Annex I; Van Bulderen) (Van Eck 2010). The price-performance of different heating systems refers to their price in relation to their performance in the EPC. Basically, UTES systems require a larger initial investment but they score around two times better in the EPC than a connection to a district heating network. When a quality statement is available for the district heating network and approved by the municipality the EPC performance of both alternatives is the same (Annex I; Awater). In this case, a local renewable heating system will pose less of a threat for district heating. In existing buildings the local renewable heating systems that are included in this research can only be implemented in apartment buildings with a collective heating system (Dutch: blokverwarming). The consumers of local renewable heating systems in relation to apartment buildings are most often housing corporations or owners’ associations (Dutch: Vereniging van Eigenaren) (Schepers and Valkengoed 2009). When the existing collective boiler needs replacement there opens an opportunity for the implementation of an alternative heating system. In a district heating area both district heating, gas absorption heat pumps and a collective solar boiler system could be implemented. As explained in chapter 6 both a collective solar boiler system and a gas absorption heat pump still require the replacement of the gas-fired boiler at the original capacity. The installation of a gas absorption heat pump and a collective solar boiler system require a high initial investment. The monthly energy expenditures of the users will however go down. District heating requires a, presumably, lower initial investment per household but the monthly energy expenditures of the occupants will not decrease. Switching costs for municipalities, property developers, house owners Substitutes can pose a threat to the industry’s product when the costs for the customer, when switching to a substitute product, are low. This characteristic is only relevant in areas where a district heating network is installed. It is not likely that buildings that are currently connected to district heating switch to another heating system. Municipalities that already have a district heating network within their municipal boundaries encounter no switching costs when deciding in favor of, for instance, a UTES system in a small scale housing development
72
project. Property developers in a district heating area also encounter no switching costs when choosing for another heating system than district heating.
8.4
Conclusions
In this chapter an analysis has been presented of the level of competition on two very different markets: the market for HE boilers and the market for district heating. The following figure presents an overview of the relative strength of Porter’s five forces in both markets when compared to each other. The size of the arrows and circles represents the strength of the forces.
Figure 8.4: Results of the five forces analysis
As becomes clear from the figure the competition on the market for HE boilers is more intense and comes from more sides than the competition on the market for district heating projects. The level of competition on the market for HE boilers is very high. This results mainly from the fact that there are numerous installation companies on the market that offer highly identical products and services and compete for a limited amount of contracts. The latter is a consequence of the limited number of new housing development projects that are currently being commissioned. On the market for district heating competition is less intense. A limited number of heat supplying companies is active on the market. Most large district heating networks in the Netherlands are operated by the large energy companies. The threat of new entrants on this market is limited, mainly as a result of the high capital requirements, but presumably also as a result of regulatory uncertainty. The power of heat suppliers is significant due to the high dependency of a large district heating network on its main heat producing facility. At this moment, local renewable heating systems can be a substitute for district heating both inside and outside district heating areas. Local renewable heating systems are no substitute for HE boilers, neither in existing buildings, nor in new residential areas. There are a number of reasons for this. The local renewable heating systems, included in this research, that are considered technically suitable for application in existing estate (gas absorption heat pumps and collective solar boiler systems) are no substitute for a (collective) gas-fired boiler. These systems are “add-ons” and still require the presence of a gas-fired boiler, even at its full capacity. The fact that local renewable heating systems are no substitute for HE boilers in new construction projects results from the decision making process. If the central actor in the development trajectory of a new residential district is the project developer, and there is no involvement from the municipality (or ambitious future owner, in case of an office building), the project developer chooses during the design phase in general for the traditional heating system: individual gas-fired HE
73
boilers. This is for the project developer the most cost effective way, together with the implementation of some insulation material, to obtain the required EPC value and thereby obtain a construction permit. Under the current EPC standard of 0,6 the installation of alternative heat supply systems is not required. The construction of the design is tendered out to a building contractor. This building contractor hires an installation company to realize the heating systems. Both the building contractor and the installation company will not make changes to the design. For this reason, local renewable heating systems are under the current course of business no substitute for HE boilers. In case of a municipality that has ambitious climate- and energy related targets the design of the residential area, including the heating systems, is not left to the project developer. An ambitious municipality will either start conversations with energy companies or specialized installation companies itself or it will formulate more ambitious targets on energy performance for the property developer than the current EPC requirement. The property developer will in this case not get away with the installation of HE boilers. As a result both district heating and local renewable heating systems become options. In general, district heating systems are less expensive per connected household than UTES systems and obtain a higher CO2 emission reduction compared to a HE boiler. The investment costs of a biomass boiler are comparable to the investment per connection of a district heating network. The CO2 emissions of a biomass boiler are low, since 90% of heat demand is provided by the combustion of biomass. The system that will be considered most suitable depends on local circumstances: the availability of a residual heat source, the availability of local biomass, the size of the new housing development project, the preference of an involved energy consultant and the personal preference of the decision makers. Also in areas where there is a district heating network present local renewable heating systems compete with district heating for application in new buildings. In case of new housing development property developers, subject to stringent requirements for the municipality, can decide to connect new buildings to the existing district heating network or to develop a UTES system or biomass boiler. The property developer’s choice depends on the investment costs of the different heating systems in relation to their performance in the EPC.
74
75
9
Market opportunities
The aim of this research is to identify market opportunities for local renewable heating systems, with a capacity from 100 kW-10 MW, for application in the built environment. In this chapter the definition of a market opportunity, as formulated in chapter 2, will be used as a starting point for the identification of such market opportunities. In the first section of this chapter it is explained how market opportunities are identified following the definition of a market opportunity. In the second section the current market opportunities are presented. Section three presents the potential future market opportunities. Section four presents the conclusions of this chapter.
9.1
Identification of market opportunities
In chapter 2 the following definition of a market opportunity has been presented: A market opportunity exists if a product or a service, based on either one technology or several, fulfills the need(s) of a market better than substitute technologies within a given business, regulatory, and social environment As was explained in chapter 2 the key concepts from this definition, shown in bold characters, have been analyzed in this research by carrying out various research steps. The results of these research steps have been presented in the previous six chapters. The major findings from the individual research steps are combined in this chapter to be able to identify the current and potential future market opportunities for local renewable heating systems. Central in the market opportunity-definition are the needs of the market. The market in this research is the built environment. A distinction can be made between the existing dwellings and offices and the new construction market. The central stakeholders on the new construction market are different from the central stakeholders in relation to existing buildings. Furthermore, the performance of local renewable heating systems compared to individual central heating systems and district heating is important. The extent to which local renewable heating systems can fulfill the needs of the various stakeholders when compared to the conventional ways of heating determines their market opportunities. The stakeholders and different types of heating systems are situated in a social, regulatory and business environment. The needs of the central stakeholders are influenced by other stakeholders, norms and values. The activities undertaken by these stakeholders in relation to the implementation and operation of heating systems need to comply with the regulatory environment. Lastly, the business environment is important: do the local renewable heating systems actually compete with the conventional ways of heating given the current business environment? In the following sections the current and potential future market opportunities for local renewable heating systems are identified by combining the insights on the key concepts of the definition of market opportunities that resulted from the analyses presented in the previous chapters.
9.2
Current market opportunities
The previous section explained the factors that determine market opportunities. This section provides insight in the current status of these factors in relation to local renewable heating systems to determine the current market opportunities. The needs of the market The market for local renewable heating systems is in this research demarcated to the built environment: dwellings and offices. There are currently around seven million dwellings and around 76.000 offices in the Netherlands.
76
Dwellings have a demand for space heating and tap water heating. Offices have a demand for space heating and space cooling. They have almost no hot tap water demand. The important actors in relation to heat supply in the built environment are different for new construction projects compared to existing buildings. For existing buildings the owner and occupier of the building are important. The most important real estate owning parties are housing corporations and private owners in case of dwellings and owner-occupiers and private property owners in relation to offices. Under owner-occupiers of dwellings there is limited energy awareness. Most house-owners are not aware of the energy performance of their house. The people that do invest in energy saving measures or renewable heating systems are mainly financially, but also environmentally, motivated. They want to realize a reduction of their monthly energy expenditures and to decrease their environmental impact. Housing corporations are concerned with the living expenses of their tenants, which includes energy expenditures. Their energy policy is focused on the reduction of energy demand. Amongst owner-occupiers of offices energy knowledge and awareness is very limited. Private property owners of offices also have limited stakes in relation to the energy performance of their buildings. In the development of a new residential area or building the central actor is a property developer. The property developer’s goal is to respond to market demand against minimal risks and minimal costs. Performance of the current and new heating systems The systems for heating that are currently most often applied in the built environment are individual central heating systems. In many older apartment buildings collective heating systems are present. Furthermore, a significant amount of buildings is connected to a district heating network, based on a large residual heat source. In new construction projects most often individual central heating systems are installed, but also district heating is applied. As a result of the finely meshed Dutch gas infrastructure individual central heating systems can be applied almost anywhere in both existing and new buildings. Individual central heating systems do not pose any additional requirements for application. District heating can be applied in new large scale construction projects in the presence of a residual heat source, which can be a power plant or another industrial heat source. The product under investigation in this research are local renewable heating systems, with a capacity of 100 kW – 10 MW, that can supply heat for space and water heating to the built environment. Four different renewable heating technologies can be applied in the built environment at the predefined range: collective solar boiler systems, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage Systems and biomass boilers. Within the capacity range of 100 kW – 10 MW collective solar boiler systems are most suitable for application in existing apartment buildings as “add-ons” on the existing collective gas-fired heating system. The same counts for gas absorption heat pumps. Both systems can realize a reduction of the natural gas demand. Technically, these systems are also applicable in new buildings. Underground Thermal Energy Storage Systems can be applied in new construction projects only, with a size of 50-100 houses, or multiple offices. Biomass boilers are suitable for application in new residential areas with 400 connections or more. The results of a comparison of the financial and environmental performance of HE boilers, district heating and the four types of local renewable heating systems are presented in the following table. HE boiler Investment costs per connection (€) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions heat supply (kg/GJ)
Solar boiler
3.000
District heating At least 6000
3.000
G.A. pump 4.500
18
2-15
17
62
10-35
58
heat
UTES 10.000
Biomass boiler 6.500
14
9
10
48
47
8
When comparing the performance of the different systems with the current market needs there is no reason to assume that property developers will invest in UTES systems or biomass boilers instead of in HE boilers. There might be opportunities for collective solar boiler systems and gas absorption heat pumps in apartment buildings with collective heating systems. Many of these buildings are owned by housing corporations. The installation of these systems might fit the energy policy of housing corporations that is aimed at energy saving.
77
Business, regulatory and social environment The stakeholders and local renewable heating systems do not operate in isolation, but they are situated in an environment with other stakeholders, informal and formal institutions and operate on a market. A number of important influences from the environment on the stakeholders and technologies can be identified that affect the opportunities for local renewable heating systems. An important piece of regulation that affects the behavior of project developers is the Energy Performance of New Buildings regulation. This regulation poses requirements for the energy performance of newly constructed buildings. Property developers have to include energy demand reducing measures or renewable heating systems in the design of a new building to comply with a required Energy Performance Coefficient (EPC). When the design of a building does not comply with the EPC requirement no building permit will be granted. Local renewable heating systems “score” very good in the EPC. However, the most cost effective way for a property developer to obtain the required EPC value is by the installation of a HE boiler and some additional insulation. Early 2012 the Heat Law will probably enter into force. The finale outline of the Law is not known. This creates regulatory uncertainty, which is detrimental for investments in new collective heating systems. When looking at the business environment for heating systems it can be noticed that the companies in the market (building contractors, installation companies) are very traditional and there is limited cooperation. Installation companies are involved in a late phase of a housing development project at a moment the decisions on the heating system have already been made. Also installation companies are almost entirely focused on heating by means of natural gas. The experience with alternative heating systems is limited. As a result from a covenant between the national government and Aedes, the sector organization of housing corporations, housing corporations have an incentive to improve the energy performance of their housing portfolio. Housing corporations follow the “Trias Energetica” approach. Their focus is on the reduction of energy demand and not on the use of renewable energy installations. Currently, housing corporations have limited possibilities to recover energy-related investments because they cannot without difficulties increase the rent. Positive local social conditions are a very important creator of opportunities for local renewable heating systems. A municipality or principle of the construction of a building can pose additional requirements for the energy performance of a new residential area or building or require the realization of a specific renewable heating system.
9.3
Future market opportunities
This section presents the potential future market opportunities for local renewable heating systems. Again, insight will be provided in the factors that contribute to a market opportunity. In this section not the current status of these factors is discussed but the changes that (could) take place in the factors on the short and longer term that might influence the market opportunities for local renewable heating systems. Needs of the market In the previous section it has been identified that the most important actors in relation to the heating systems in the built environment are different for existing buildings compared to new construction projects. The same parties are likely to be also the central stakeholders on the short term and on the longer term. Furthermore, it is assumed that the needs of these parties in relation to heating stay the same. Performance of the current and new heating system The performance of local renewable heating systems in comparison with the performance of the conventional ways of heating might change in the future as a result of an increase in the price of natural gas. The consumer price of natural gas has been increasing in the previous decades (CBS 2011) and a continuing price increase is expected for the coming years (Nuon Zakelijk 2011). Local renewable heating systems are not completely independent of natural gas, since they are either an “add-on” on a natural gas fired heating system (solar boiler, gas absorption heat pump) or require auxiliary heating plants (UTES system, biomass boiler). They are however
78
less dependent on natural gas than a HE boiler, because they use a renewable energy source for only a limited share of total heat demand. An increase in the price of natural gas will therefore affect the costs of heat delivery by means of a local renewable heating system less than it will affect the costs of heat delivery by means of a HE boiler which completely relies on natural gas. An increase in the price of natural gas will also increase the heat price in a district heating network (Annex I; Rödel). To what extent depends on the main heat source of the network (e.g. a CCGT plant or a waste incinerator) and the contract between the heat producing facility and the heat supplying company. The increased performance of local renewable heating systems with respect to the costs of heat when compared to a HE boiler will not be of influence on the central actors in new development projects. Both municipalities and property developers only consider the investment costs per connected household in their investment decision and not the costs of a GJ of delivered heat. This results from the fact that both parties are not involved during the exploitation phase of a heating system. Parties that are involved during both the design phase and exploitation phase might adjust their (investment) behavior as a result of a natural gas price rise. Housing corporations, owner-occupiers of dwellings and owneroccupiers of office buildings are interested in the monthly energy expenditures of different energy systems. Although, as a result of the Trias Energetica-strategy these people and companies are likely to first invest in energy demand reducing measures before renewable heating systems become of interest. Business, regulatory and social environment The influences from the environment on the important stakeholders and the various technologies will change in the future as a result of changes in the regulatory environment. A number of changes in regulation can be identified that will occur between 2011 and 2015. The EPC requirement will change from a one-stage requirement into the EPG, a multi-stage requirement, distinguishing between building-related measures (e.g. insulation, solar-PV panels, but also individual heat pumps) and area-based measures (e.g. collective heat pumps, district heating). The largest share of energy performance improvement should be obtained with building-related measures. It is only allowed to realize a limited EPC improvement via area-based measures, which is often smaller than the actual contribution of these measures to the reduction of a building’s primary energy demand. When the norm value is tightened in 2015 (Agentschap NL 2011) the required contribution of building-related measures will increase further, while the possible contribution of area-based measures decreases. It is expected that under the tightened norm value property developers will choose for renewable heating systems instead of HE boilers (Annex I; Awater). However, this could be both building-related installations and area-based systems. It is difficult to determine beforehand what the effects will be of the tightened EPC value on the demand for area-based heating systems, like district heating and local renewable heating systems. In theory, building-related measures like individual heat pumps are privileged in the norm, since their potential contribution to the norm value is not limited. From 2013 enforcement of the energy labeling-policy will have to take place as a result of European regulation (European Parliament and the Council 2010). Sellers and renters of buildings will be obliged to show an energy label at the transfer of a building. This could increase the energy awareness of people and companies in relation to the choice of a house or building. It is unlikely that this is beneficial for the emergence of local renewable heating systems. The systems that are included in this research are collective systems. Individual house owners have hardly any influence on the realization of these systems. Instead, it is more likely that energy demand reducing measures become more popular in existing buildings. In chapter 3 it has been identified that a lot improvements can be made with respect to the energy performance of the current built environment. From July 2011 energy labels will be included in the housing valuation system (Dutch: woonwaarderingsstelsel) for rental homes. This will make it possible for housing corporations to recover investments in energy performance improving measures (partly) via the rent (Aedes 2011). It is not expected that this will increase the demand for local renewable heating systems on a short term. Housing corporations, who have many poorly insulated houses in their portfolio, will first implement energy demand reducing measures before applying renewable energy systems. The Heat Law is expected to enter into force early 2012 (Annex I; Van Egmond). This will bring an end to years of regulatory uncertainty. The final outline of the Heat Law is still uncertain and thereby also the effects of the Law
79
on investments in heat supply systems are unknown. However, it is expected that the Heat Law, as a result of the Not More Than Usual-principle will be discouraging for the emergence of local renewable heating systems. The NMTU-principle will make it difficult to recover the high initial investment, that comes with the choice for a local renewable heating system, via the price of heat. This will result in high connection tariffs for property developers, which decreases their willingness-to-invest. From 2012 an exploitation subsidy will be available for renewable heat. Renewable heat production will be included in the SDE+ subsidy arrangement. The SDE+ makes an amount of maximum 15 ct/kWh available for renewable electricity production. An amount in the same order of magnitude will presumably be available for renewable heat (Verhagen 2010). This is beneficial for the financial performance of renewable heating systems during the exploitation phase. In the coming years the conditions of the EU Emission Trading Scheme will be sharpened. Large heat producing plants (>20 MWth) that deliver heat to district heating networks will be included in the EU ETS scheme. The price of heat from these installations is likely to rise in the future and as a result the purchasing price of heat is also likely to increase (Annex I; Fortanier). In recent heat purchasing contracts the effects of the EU ETS are taken into consideration (Annex I; Rödel). The maximum tariff that the heat supplier may charge to its consumers is capped by the NMTU-principle. The use of natural gas by small consumers does not fall under the EU ETS, so the NMTU-cap will not increase as a result of the sharpened EU ETS conditions. This will be very unfavorable for the profitability of district heating. It might however in term increase the attractiveness of small-scale heating systems that fall outside the EU ETS. Currently, only power plants and industry, which together account for 50% of total CO2-emissions, are included in the EU-ETS scheme. The remaining 50% of CO2 emissions comes from consumers, small and medium-sized enterprises and the transportation sector. When the European Union’s CO2 emission reduction target is sharpened in the future inclusion of more than only the large installations into the EU-ETS might be required (Annex I; Fortanier). As a result heating systems in dwellings and office buildings will be part of the emission trading system. In that case also the CO2 emission from these systems will be charged. This could increase the potential of heating systems that emit less CO2, like local renewable heating systems.
9.4
Conclusions
Using the definition of a market opportunity as a starting point this chapter provides insight in the market opportunities for local renewable heating systems. Firstly, the current market opportunities for these systems are assessed. A distinction has been made between the market opportunities in existing buildings and in new construction projects. The market opportunities for local renewable heating systems in existing real estate are limited to the implementation of collective solar boiler systems and gas absorption heat pumps as “add-ons” to collective heating systems. Such collective heating systems can be found in older apartment buildings, which are most often owned by housing corporations. These systems require an additional initial investment but also result in a reduction of the monthly energy expenditures for the tenants. This suits the policy of most housing corporations. In new housing development projects the business opportunities for local renewable heating systems are limited. The characteristics and performance of local renewable heating systems do not comply better with the needs of property developers than the traditional heating systems. The current regulatory environment does not change this situation. Property developers are forced to include energy demand reducing measures in the design of a building as a result of the EPN regulation. They assess the price of different heating systems in relation to their performance in this regulation. The current norm value does not require the implementation of renewable heating systems. Instead, current business opportunities for local renewable heating systems result from positive local social conditions: an ambitious municipality or principle that does appreciate the CO2 emission reduction that can be achieved by means of a local renewable heating system. Secondly, in this chapter the future market opportunities for local renewable heating systems are analyzed. It is assumed that the behavior of the central actors in both existing estate and new construction projects stays the same, as will their needs in relation to heating.
80
An increase in the price of natural gas will affect the performance of local renewable heating systems. The price of heat produced by means of a local renewable heating system will respond less heavily to an increase in the natural gas price compared to the price of heat produced by a HE boiler. In first instance this does not increase the systems’ attractiveness from the perspective of property developers that compare systems on their investment costs. It could increase the willingness-to-invest of housing corporations and owner-occupiers of dwellings and offices that are also involved in the exploitation phase of the heating systems. Furthermore, a number of changes in the regulatory environment are identified that might influence the potential of local renewable heating systems by influencing their attractiveness. In short, the following changes can be identified. In the coming years the current EPC norm will change into a multi-stage requirement and in 2015 the norm value will be tightened. It is expected that the sharpening of the norm value will increase the application of renewable heating systems, but not necessarily the collective heating systems that are assessed in this research. Individual renewable heating systems, like an individual heat pump, have a theoretical advantage in the EPC norm. Starting 2013, as a result of European regulation, enforcement of the energy labeling policy for existing estate is required. It is not likely that this increases the investments in the local renewable heating systems that are included in this research, but it might increase the energy awareness of the stakeholders in relation to existing buildings. In 2012 the Heat Law is expected to enter into force. Although there is uncertainty on the final outline of the Heat Law it is likely to have a negative effect on the investments in local renewable heating systems. By means of the NMTU-principle the Heat Law makes it very difficult to recover the high initial investments that are required in relation to local renewable heating systems via the price of heat. Starting 2012 the SDE+ operating subsidy will be available for renewable heat. This increases the attractiveness of local renewable heating systems. Since this does in first instance not affect the required investment for property developers the SDE+ subsidy will not per definition increase the attractiveness of local renewable heating systems in new construction projects. In the coming years the conditions of the EU ETS, the emission trading system, will be sharpened. Since only large heat producing installations are included in the EU ETS this is particularly disadvantageous for district heating systems that rely on heat from such installations, but might increase the attractiveness of local renewable heating systems that are outside the EU ETS scheme. On the longer term the coverage of the EU ETS might be expanded. As a result also the CO2 emissions of dwellings and office buildings may be charged in the future. This will increase the potential of local renewable heating systems that have lower CO2 emissions per GJ of heat produced than for instance HE boilers. The developments in the CO2 price will determine the actual effect.
81
10 Discussion
In the previous chapter it has been identified that the current market opportunities for local renewable heating systems are limited and very dependent on local circumstances. However, a number of developments in the regulatory environment have been observed as a result of which the market potential for local renewable heating systems could change in the coming years. Also developments in the price of natural gas could influence the market potential of local renewable heating systems. In this chapter an additional exploration of these various developments is provided. Firstly, the influences of these developments on the different heating systems is compared. Secondly, the attractiveness of local renewable heating systems for the party that owns and operates the systems is analyzed under different circumstances. The third section of this chapter presents an interpretation of developments from a policy maker’s perspective. The fourth and final section presents the conclusions of this chapter.
10.1 Comparison of heating systems In the previous chapter it has been identified that a number of developments directly or indirectly influence the market demand for local renewable heating systems. In this section a comparison is made of the effects that these developments may have on the emergence of the various types of heating systems. Apart from HE boilers, local renewable heating systems and district heating also individual renewable heating systems are included, for the completeness of the comparison. Table 10.1 shows the effects of a natural gas price increase on the price of heat produced by the various systems. The table shows also the impact of both the Heat Law and the EU ETS system and the expected effect of the adjustments to the EPC requirement on the willingness-to-invest in these systems in new construction projects. HE boilers
Natural gas price increase Heat Law EU ETS EPC adjustment
Local renewable heating system
District heating
€€€
Individual renewable heating system €
€ or € €
€ or €€
No No -
No No + (+)
Yes No +
Yes Yes +
Table 10.1: Influence of developments on different heating systems
A number of things can be derived from the information presented in table 10.1. The future EPC adjustments presumably lead to a decrease of the demand for HE boilers in new construction projects and an increase of the demand for the other types of heating systems. Individual renewable heating systems theoretically perform best in the EPC, which could result in the largest rise in demand for especially these systems. However, several studies recently showed that there are many situations in which the actual performance of these systems lags behind from the performance as suggested in the EPC (Van der Burgt and De Wolff 2010; Van Eck 2010). This is an indication of the fact that a good EPC performance does not always correspond with a good energy performance of a building in the operational phase. Secondly, such incidents can influence the image of local renewable heating systems and thereby market demand. All alternative heating systems respond less to an increase in the price of natural gas than HE boilers. Individual renewable heating systems are only indirectly affected by a natural gas price increase, via an increase of the price of electricity. Local renewable heating systems rely on natural gas for only a limited share of total heat produced. The price of heat from district heating networks is affected to a greater or lesser extent, depending whether they rely on a CCGT plant as the base load heat source or on a waste incinerator (Annex I; Rödel). In the light of a future gas price rise switching to any alternative heating system is beneficial.
82
Lastly, as becomes clear from the table district heating is most heavily regulated. District heating networks are subject to the Heat Law and affected by the EU ETS. This can put district heating networks at a disadvantage at the expense of local renewable heating systems and individual renewable heating systems, while the financial and environmental performance of district heating systems equals or is better than the performance of local renewable heating systems.
10.2 Development of attractiveness for system’s owner and operator Next to market demand also the attractiveness of the different local renewable heating systems for the system’s owner and operator is important, not only under current circumstances but also in the light of future developments in the systems’ environment. With the systems’ attractiveness the payback period is meant: the number of years it takes for the system’s owner to recover total investment costs. In this section an analysis is presented of both the current payback period of the different local renewable heating systems and the influence of changes in the price of natural gas and changes in the regulatory environment on the payback period. Not so much the specific payback periods are of interest but the differences between the payback periods of the different systems and the differences in the degree of influence of developments in the environment on the systems’ payback period. Current payback period In table 10.2 the payback period of the various local renewable heating systems is presented. The inputs for the calculation of the payback periods are the same as the inputs of the model that is presented in chapter 6. The values in table 10.2 correspond with a situation in which the owner of the system has to recover the complete investment in the system via the price of heat. The costs he incurs to deliver this heat vary per system and have been presented in figure 6.6. For the owners’ income per GJ of delivered heat the Not More Than Usual-principle is applied. To calculate the NMTU-value not the method of calculation is used that is prescribed in the Heat Decree (Minister van Economische Zaken 2009) but a simplified version of this method. The NMTU-price is based on the efficiency of the HE boiler and the gas price, including regulatory energy tax (CBS 2011). The technical lifetime of both a solar boiler system and a gas absorption heat pump is 15 years (Annex I; Bek). The lifetime of an UTES system is 30 years with a large reinvestment after 15 years (Annex I; Van Bulderen). It is assumed that also the technical life expectancy of a biomass boiler is 15 years.
Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
Payback period (yr) 3 Gas 0,53 €/m 63 28 97 27
Table 10.2: Current payback period local renewable heating systems
As becomes clear from table 10.2 the payback period of all local renewable heating systems exceeds to a greater or lesser extent the technical life expectancy of the system. Under the assumption that the owner of the system wants to recover its investment in 15 years the height of the connection tariff (the one time investment for the property developer or the owner of the building) per connection should be €2250 for the solar boiler system and €2000 for the gas absorption heat pump. For the UTES system and the biomass boiler the connection tariff should respectively be €8500 and €3000,-. A required return on investment for the system’s owner is not taken into consideration. Effect of a natural gas price increase on payback period The effects of an increase in the price of natural gas on the payback period of the various heating systems is shown in table 10.3. The second column of the table shows again the current payback periods. The third column shows the effects of a price increase of 50% and the fourth column a price increase of 100%. Again it is assumed that the complete investment in the system needs to be recovered via the sales of heat against the NMTU-tariff. The height of this tariff will respond proportionally to an increase in the price of natural gas. It is assumed that the price of electricity, required for the operation of the UTES system and the price of biomass stay the same.
83
Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
Payback period (yr) 3 Gas 0,53 €/m 63 28
Payback period (yr) 3 Gas 0,80 €/m (+50%) 38 (-39%) 16 (-42%)
Payback period (yr) 3 Gas 1,06 €/m (+100%) 38 (-39%) 14 (-49%)
97 27
26 (-73%) 14 (-48%)
22 (-77%) 10 (-62%)
Table 10.3: Effect of natural gas price increase on the payback period of local renewable heating systems
Table 10.3. shows that a natural gas price increase affects the payback periods of the various systems to varying degrees. The systems that rely the least on natural gas respond most heavily to an increase in the price of natural gas. Where a 50% natural gas price increase very much improves the attractiveness of a UTES system, a solar boiler system stays relatively unattractive. The timeframe within which such price increases will occur is uncertain. Natural gas price developments have been very capricious in the past. In the period between 1972 and 1986 the price increased with 800% - an annual increase of almost 60%. In the period 1980-1996 the price of natural increased on average only 3% per year (Jeeninga 1997). Effect of the inclusion of CO2 costs on payback period Currently, only the large heat producing installations are included in the EU ETS, the European Emission Trading Scheme. In the future, following an upward adjustment of the European CO2 emission reduction target, also the small heat producing installations might be included in the system. In table 10.4 the effects of the internalization of the CO2 costs in the price of heat on the payback periods of the various heating systems is presented. The assumption for these calculations is that the NMTU-price increases with the costs for emitted CO2 that a HE boiler user incurs. Since a HE boiler emits more CO2 per GJ of heat than all local renewable heating systems the NMTU-price ceiling increases more than the costs that the operator of the renewable systems incurs for its emitted CO2. In the previous years the CO2 price has been around 15 EUR per ton CO2. Experts expect the carbon price to rise to 31-35 €/ton by 2020 (Point Carbon 2010). Payback period (yr) CO2 0 €/ton Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
63 28
Payback period (yr) CO2 15 €/ton (current) 60 (-5%) 27 (-5%)
Payback period (yr) CO2 30 €/ton (+100%) 57 (-9%) 25 (-9%)
97 27
56 (-43%) 25 (-8%)
40 (-59%) 23 (-15%)
Table 10.4: Effect of CO2 price inclusion on the payback period of local renewable heating systems
Effect of developments in the regulatory environment Apart from influencing the investment behavior of property developers the stricter EPC norm for 2015 is likely to decrease the attractiveness of both local renewable heating systems and district heating in new housing projects for the operator of the system. This results from the fact that the heat demand for space heating of an average new constructed building is expected to halve as a result of the new EPC norm (Annex I; Awater). Due to this lower heat demand more houses can be connected to an installation of an equal size than is possible today. But a very large share of total investment costs of a district heating network and a local renewable heating system (UTES systems and biomass boilers) is on the account of the network. In case of a decrease of the heat demand per building a larger network needs to be constructed to be able to deliver the same amount of heat. The investment costs per GJ of heat delivered increase. This worsens the payback period and thereby the attractiveness of the systems. The Heat Law worsens the competitive position of local renewable heating systems, but also affects the attractiveness of local renewable heating systems for operators by fixing the consumer tariff for heat, setting a maximum for the return on investment for all projects in a heat suppliers projects portfolio and increasing the administrative requirements.
84
As has been identified in chapter 9 from 2012 the SDE+ operating subsidy will not only be available for renewable electricity but also for renewable heat production. The exact amount of subsidy that is available per GJ of heat is unknown. It is announced it will be equivalent to the 15ct/kWh that will be maximally available for renewable electricity production (Verhagen 2010). Since there are 278 kWh in one GJ this equals a subsidy of €42/GJ. Assuming that this subsidy is only available for the heat that is produced by means of renewable energy, and not for the heat from the auxiliary heating plants in the system, the SDE+ influences the payback times like is shown in figure 10.5.
Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
Payback period (yr)
Payback period (yr) SDE+ 42 €/GJ
63 28
7 (-88%) 3 (-90%)
97 27
12 (-88%) 5 (-82%)
Table 10.5: Effect of SDE+ subsidy on payback period of local renewable heating systems
The effect of the SDE+ subsidy on the payback periods is substantial. It is at this moment however unclear whether 42 € is the actual amount of subsidy that will be available per GJ and whether these local renewable heating systems will be eligible for subsidy.
10.3 Developments from a policy maker’s perspective The national government has ambitious targets on renewable energy production. The focus of policy has been mainly on an increase of the share of renewable electricity production and less on an increase of the share of renewable heat, while heat accounts for the largest share of total energy demand (Menkveld and Beurskens 2009). Many municipalities have policies to decrease the energy demand or increase the use of renewable energy in the built environment. The differences between municipalities are large. A clear national policy on the improvement of the heat demand of the built environment is desirable. This policy can be implemented by the municipalities and should allow for local initiatives. Regulation provides for sufficient incentives to decrease the heat demand of new constructed buildings. As a result of EPN regulation the heat demand of new constructed buildings has been and is gradually decreasing. In 2020 new buildings should even be energy-neutral (Agentschap NL 2011). The EPC requirement is however a design tool. It provides information on the theoretical energy performance of a building, but not on the actual energy performance of a building in the exploitation phase. The actual performance of buildings often lags behind the performance that was promised in the design phase (Van Eck 2010). Inclusion of warranty requirements for the exploitation phase in the EPC or control on the actual energy performance of a building in the operational phase could improve this situation. The focus of the EPN regulation, and thereby the focus of property developers, will in the future increasingly be on building-based measures. From a macro perspective it is however preferable to stop at a certain point to decrease the energy demand of a building and to apply locally available renewable or residual heat sources instead. There is a role for the municipality to secure this macro perspective. The municipality can stimulate the use of locally available residual heat sources and be the connection between heat demand and heat supply. Apart from new construction there is the current built environment. A lot of improvements can be made with respect to the heat demand of the current built environment, but the energy awareness of the majority of real estate owners is limited. There is no regulation to improve the energy performance of existing estate and there are also no incentives for companies to contribute to an improvement of the energy performance of existing buildings. To be able to deliver a significant contribution to the national renewable energy targets in the current built environment incentives are required. It is unlikely that small adaptations in laws and regulations are sufficient. Instead a large change of mindset is necessary. A first step should be to increase peoples’ awareness of their own energy demand, since an important reason for the current limited activity is ignorance (Rooijers, Keizer et al. 2006).
85
Another option is to provide for sufficient financial incentives to change the investment behavior of real estate owners. There are currently a number of investment subsidies available for local renewable heating systems. There is scarcely a relationship between the amount of subsidy that is available for a technology and its environmental benefits (Van Eck 2010). To maximize the benefit of subsidies the government could change this situation. Another option is to relate the height of a subsidy to the height of the income of the recipient. As was indicated in chapter 5 the people that currently take energy performance improving measures are mostly people with high incomes (Leidelmeijer and Grieken 2005). People with low incomes, for whom energy expenditures account for a larger share of their total income, have no room to invest. In its current outline the Heat Law will not be used to stimulate the emergence of renewable heating systems. The Law does still contain possibilities to be used for this purpose, by means of unelaborated subsidy articles. Heat distribution networks with a better environmental performance could be stimulated. The Heat Law will put a cap on the consumer tariff for heat delivery by means of the NMTU-principle. Local renewable heating systems require a high initial investment. As a result of the price cap heat suppliers cannot recover their investment via the price of heat. This will result in high connection tariffs. The connection tariffs for new heat distribution projects will not be regulated by the Heat Law and can be determined in agreement between the municipality, the heat supplier and the property developer (Annex I; Van der Wielen). By means of subsidies a reduction of the connection tariff of a system could be provided for, of which the height should be related to the environmental performance of the system (the realized CO2 emission reduction compared to a HE boiler).
10.4 Conclusions In this chapter firstly a comparison is presented of the effects of a natural gas price increase and current and future regulation on the level of investment in the various heating systems. The future adjustments in the EPC regulation are expected to decrease the demand for HE boilers in new construction projects and increase the demand for all other heating systems. Theoretically, individual renewable heating systems score best in the norm. An increase in the price of natural gas will mostly affect HE boilers. The other systems are all influenced by a natural gas price increase but to a lesser extent. District heating systems are most heavily regulated, which potentially puts them at a disadvantage. Secondly, an analysis has been presented of potential developments in the price of natural gas and the CO2 price on the payback periods of the different heating systems. Currently, the payback period of all systems exceeds their lifespan, when it is assumed that total investment costs should be recovered via the sales of heat. The attractiveness of all systems increases as a result of an increase in the price of natural gas. Also a situation in which CO2 costs are included in the price of heat is beneficial for the attractiveness of all systems. Based on this first assessment gas absorption heat pumps and biomass-fired boilers seem to be attractive options and deserve further investigation. Subsequently, the effects of developments in regulation on the attractiveness for the investor and operator of local renewable heating systems are explained. The stricter EPN requirement will deteriorate the business case for local renewable heating systems. As a result of the large decrease in the heat demand of EPC 0,4 buildings a larger investment, namely in network capacity, is required to sell the same amount of heat. The SDE+ subsidy could potentially be very beneficial for the payback period of all local renewable heating systems. Lastly, some developments are explained from a policy maker’s perspective: - National policy on the improvement of the energy performance of the built environment would be beneficial. - Regulation provides sufficient means to reduce the heat demand of new constructed buildings. Apart from a design tool the EPC should provide for control on the actual energy performance in the exploitation phase. - To improve the energy performance of existing buildings a change of the mindset of real estate owners is required. Another option is to provide for sufficient financial incentives to change the investment behavior of real estate owners. - The unelaborated subsidy articles of the Heat Law could be used to stimulate heat distribution networks with a better environmental performance.
86
87
11 Conclusions and recommendations
The objective of this chapter is to summarize the main findings of this research and to answer the research question proposed at the beginning of the thesis: “What are the market opportunities for local renewable heating systems in the built environment?”. For this objective, this chapter is divided in two sections. In section 10.1 the conclusions of research are presented and in section 10.2 recommendations are formulated.
11.1 Conclusions In this section first the current market opportunities for local renewable heating systems are presented. Subsequently, the potential future market opportunities are explored.
11.1.1 Current market opportunities The focus of this research is on local renewable heating systems with a capacity of 100 kW – 10 MW. Within this range four different renewable heating technologies are applicable in the built environment: collective solar boiler systems, gas absorption heat pumps, Underground Thermal Energy Storage Systems and biomass-fired boilers. All systems need to be accompanied by a gas-fired boiler to provide for back up and peak demand. The range of application of the systems differs and is presented in the following table. All systems can be applied in both residential buildings and offices, except for solar boilers. These are not suitable for application in an office as a result of an office’s limited tap water demand. 1 house
1000 houses 2
Solar boiler G.A. heat pump UTES system Biomass boiler
< 40 houses > 10 houses 50 – 100 houses > 400 houses Table 11.1: Range of application of local renewable heating system
Table 11.2 presents a comparison of the financial and environmental performance of HE boilers, district heating and the four different local renewable heating systems. The investment costs of the local renewable heating systems exceed the required investment for a HE boiler. The costs that one incurs to deliver a GJ of heat are lower. Local renewable heating systems emit less CO2 per GJ of heat supplied. HE boiler Investment costs per connection (€) Costs of heat delivery (€/GJ) CO2 emissions heat supply (kg/GJ)
3.000
District heating At least 6000
Solar boiler 3.000
G.A. pump 4.500
18
2-15
17
62
10-35
58
heat
UTES 10.000
Biomass boiler 6.500
14
9
9
48
47
7
Table 11.2: Financial and environmental performance of heating systems
2 Solar boiler systems are suitable for application in collective tap water systems in an apartment building. The average amount of houses in an apartment building is 40. Schepers, B. L. and M. P. J. v. Valkengoed (2009). Warmtenetten in Nederland Overzicht van grootschalige en kleinschalige warmtenetten in Nederland. Delft, CE Delft.
88
New construction projects Technically, all four local renewable heating systems are suitable for application in new buildings. The market opportunities for these systems in new construction projects are however limited. The central actor in the development of a new residential area or building is a property developer. The property developer’s goal is to respond to market demand against minimal risks and minimal costs. Since the investment costs of local renewable heating systems exceed the investment cost of a HE boiler property developers standardly implement HE boilers in new buildings. Influenced by the EPC requirements on the energy performance of buildings property developers are forced to implement energy demand reducing measures in the design of a building. Under the current norm values HE boilers are still the most applied system. Market opportunities for local renewable heating systems arise as a result of the involvement of an “energy aware” municipality or future owner during the design phase. In this case either the municipality or the future owner of the building exerts influence on the property developer by determining which heating system should be installed or by posing more severe energy performance requirements than follow from regulation. As a result competition can arise between various local renewable heating systems but also between these systems and district heating. Municipalities assess different options on the costs per connected household and the CO2 reduction realized per building. The final choice will largely depend on local circumstances: the amount of new constructed buildings, the availability of residual heat, preferences of the decision makers, eventually influenced by an energy consultancy company. Existing buildings Based on size the current built environment is by far the largest market for local renewable heating systems. However, there are not many possibilities for implementing the systems in existing buildings. Solar boiler systems and gas absorption heat pumps are suitable for application as “add ons” to a collective gas-fired boiler, which are mainly present in older apartment buildings, owned by housing corporations. There is in general no demand for renewable heating systems from the central stakeholders in the built environment. The energy awareness of the central actors in the current built environment is limited. Housing corporations are more energy aware, which is encouraged by a covenant on energy saving between their sector organization and the national government. Most housing corporations have an energy policy that is mainly focused on a reduction of energy demand and to a lesser extent on renewable energy. There currently do not follow any incentives from regulation that are aimed at improving the energy performance of the existing built environment. For the owner/operator The payback periods of local renewable heating systems differ strongly per heating system, but all exceed the systems’ technical life times. Gas absorption heat pumps and biomass-fired boilers have the most favorable payback periods.
Solar boiler Gas absorption heat pump UTES system Biomass-fired boiler
Payback period (yr) 3 Gas 0,53 €/m 63 28 97 27
Table 11.3: Current payback period local renewable heating systems
89
11.1.2 Future market opportunities An increase in the price of natural gas and changes in the regulatory environment influence the future market opportunities for local renewable heating systems. It is assumed that the central actors and their needs stay the same. New construction projects To increase the market demand for local renewable heating systems in new construction projects either the required investment cost for the property developer should decrease or the performance of these systems in the EPC norm should improve. The required investment for the property developer could decrease when, as a result of technological developments, the price of these systems will decrease. Price decreases are however not expected since all systems concern proven technology. The required investment for property developers could also decrease when the company that realizes and operates the systems decreases its connection tariff. However, to be able to do so this company should have the opportunity to recover a larger share of total investment costs via the price of heat. A maximum will however be set for the price of heat (€/GJ) by the Heat Law via the NMTU-principle, meaning that a consumer that is connected to a heating system should never pay more than a consumer with a gas connection. Lastly, the required investment could decrease as a result of an investment subsidy. There are a number of subsidies available for the various local renewable heating systems. The EPC requirement will change in the coming years. The prospective changes in the EPC requirement will result in a focus of property developers on building-related primary energy demand reducing measures, like insulation, shower heat recovery, CO2-controlled ventilation or solar-PV panels. The tightened norm value is likely to result in an increased demand for renewable heating systems. This can be both local renewable heating systems and district heating or individual renewable heating systems. Theoretically, individual heating systems score better in the EPC norm. Existing buildings The demand for local renewable heating systems in existing buildings is not expected to change in the near future. Enforcement of the labeling policy, which is required from 2013 following European regulation, might in term increase the energy awareness of owners and occupiers of buildings. At this moment people barely consider the energy performance of their potential new house or office. This might change as a result of an increase in the price of natural gas. As a result of the “Trias Energetica”- strategy this will in first instance not lead to an increased demand for renewable heating systems, but in energy demand reducing measures like insulation. If, and at which natural gas price, an actual increase in investments will take place can only be determined after further investigation and associated economic modeling. For the owner/operator An increase in the price of natural gas and an inclusion of the costs of CO2 in the price of heat will both increase the attractiveness of local renewable heating systems in comparison with HE boilers by reducing the payback period. This is under the assumption that the NMTU-price will increase proportionally with the natural gas price or CO2 price. Systems that rely the least on natural gas (biomass boilers, UTES systems) respond best to both changes. Apart from influencing the investment behavior of property developers the future adjustments to the EPC norm will influence the attractiveness of local renewable heating systems but also of district heating for the owner/operator of the system in new constructed buildings. As a result of the tighter EPC norm new buildings will have a significantly lower heat demand for space heating. More buildings should be connected to the same system to sell the same amount of heat. Since the largest costs result from the construction of the network a larger investment needs to be made per GJ of delivered heat.
90
11.2 Recommendations This section presents the recommendations that follow from this research. Firstly, the recommendations for energy companies are listed. Secondly, recommendations for policy makers are formulated. Lastly, some general recommendations for further research are provided.
11.2.1 Recommendations for energy companies To realize local renewable heating systems in new construction projects it is necessary for energy companies to have good relationships with municipalities and to be the first point of contact for municipalities in the realization of their energy related policy targets. This is because market demand for local renewable heating systems currently results from municipal ambitions. Also a good relationship with housing corporations is of great importance. Housing corporations own a significant share of the built environment, including most apartment buildings with collective heating systems. These are a potential market for local renewable heating systems. Furthermore, housing corporations have energy-related goals, which creates momentum. Additional research should be carried out to the potential of gas absorption heat pumps. Based on the findings of this research gas absorption heat pumps are an attractive option for application in existing collective heating systems, but also in new buildings. Biomass boilers are the other local renewable heating system that deserves further investigation. This research suggests that biomass boilers are a suitable option for new housing development projects of more than 400 buildings, when there is biomass locally available. Energy companies should look for situations in which both new construction projects and existing estate can be connected to a heating system. The number of new construction projects is currently limited. Furthermore, the business case for collective heating systems in new buildings will worsen as a result of the stricter EPC requirements and resulting decreased heat demand of dwellings. Both district heating networks based on a residual heat source or a smaller biomass-boiler based network are applicable in such situations. To increase the possibilities to connect existing buildings to heat distribution networks energy companies should lobby for a national policy on the improvement of the energy performance of existing buildings. Owner-occupiers of dwellings and offices have no interest in local renewable heating systems, but will have a growing demand for energy advice and energy demand reducing measures. This is a market where energy companies could respond to.
11.2.2 Recommendations for policy makers National policy targets should be provided for in relation to the heat demand and the application of renewable energy in existing buildings. Municipalities should be responsible for the execution of this policy. National targets can provide guidance for local policy targets and take away large differences between municipal policies. Incentives should be provided for to increase the amount of energy performance improving activities in existing buildings. In fact, a mindset change under real estate owners should be effectuated, but incentives to increase the energy awareness or change investment behavior are a good start. The height of available investment and operating subsidies for renewable heating systems should be related to their environmental performance. This is currently not the case. Furthermore, the degree to which different heating systems are regulated is also not related to the financial and environmental performance of these systems.
91
The Heat Law should be used to stimulate the emergence of renewable heating systems. The unelaborated subsidy articles of the Heat Law can be applied for this purpose.
11.2.3 Recommendations for further research This research has provided insight in the general applicability and potential for local renewable heating systems. The choice for a heating system in a concrete situation is very much dependent on local circumstances. For this reason it would be interesting to choose a number of regions of focus and carry out further research on the applicability of the different renewable heating systems, taking into account local circumstances and local actors. The market opportunities for local renewable heating systems are in this research assessed by comparing their performance , characteristics and fit in the business, social and regulatory environment with HE boilers and district heating. No comparison has been made with individual renewable heating systems, like individual heat pumps. Further research should investigate the market opportunities for individual renewable heating systems and assess whether local renewable heating systems are or will be in competition with these systems. This research has investigated the potential for local renewable heating systems choosing an external perspective. To be able to assess which type of heating system is most suitable for a specific company also an internal analysis needs to be carried out to answer questions like: “Are we equipped to advise, implement and operate the heating system?” “Are we able and willing to take the local perspective that is required for these types of heating systems?” In this research the utility sector has been demarcated to offices. There might be specific market opportunities for certain systems in swimming pools, nursing homes etc. which could be investigated. The different renewable heating technologies can also be applied in various combinations. These possibilities were not included in this research, but specific market opportunities might be available for such combinations.
92
11.2.4 Recommendations for N.V. Nuon Energy
•
Nuon should offer an alternative heating system next to large scale district heating
Nuon’s strategy is currently focused on large scale district heating projects based on large residual heat sources. Regulatory developments are likely to result in a decrease of the demand for HE boilers in new construction projects after 2015 and an increase of the demand for alternative heating systems: individual renewable heating systems, local renewable heating systems and large district heating networks. Because the demand for alternative heating systems will also increase in areas that are not in the proximity of a large residual heat source it is advisable to provide for an alternative that can be applied in such areas. •
Gas absorption heat pumps and biomass-fired boilers can be suitable alternatives
Based on the analyses made in this research gas absorption heat pumps and biomass boilers are the most suitable options and deserve further research. Gas absorption heat pumps and biomass boilers have the most favorable payback periods. These will significantly improve further in case of a natural gas price increase. •
Systems that can supply heat to new construction projects and existing buildings are preferable
Gas absorption heat pumps can be applied in new construction projects and in existing buildings. Biomass boiler systems can only be developed for new housing development, but the connection of existing buildings to these systems is possible. This is an advantage for two reasons. Firstly, the level of new construction is currently historically low. Secondly, as a result of regulation the heat demand of new constructed buildings is likely to halve after 2015. Connecting existing buildings can improve the business case of network-based heating systems. •
Good relationships with municipalities are essential
Many municipalities have an ambitious climate- and energy policy. Municipalities have a central, if not decisive role, in the realization of renewable heating systems. Nuon should ensure good relationships with municipalities to become partner, or preferred supplier, in achieving municipal policy targets. •
Collaboration with housing corporations should be realized
Housing corporations are a very important real estate owning party and have energy policy targets. Housing corporations have the ownership over the majority of apartment buildings with collective heating systems that are present in the Netherlands. Such buildings provide potential for the application of local renewable heating systems (or district heating). •
Lobby for national policy targets on the application of renewable heat in the current built environment
National policy targets can contribute to an increasing number of market opportunities for local renewable heating systems in existing real estate.
93
12 Reflection The aim of this chapter is to provide a critical reflection on the research. This is done by evaluating the research approach, the models applied in this research and the validity of the research. The chapter ends with a personal reflection. Research approach The starting point for the research approach was the definition of a market opportunity. Each research step provides insight in one of the main concepts from this definition: the market, the needs of the market, the performance of the product when compared to substitutes, the business, social and regulatory environment. Combining the results from the different research steps makes it possible to identify market opportunities. The same approach can be used to identify market opportunities for other products or services in the same or in different markets. It should be stressed that in the framework of this research when “the needs of the market” are mentioned, not the needs for a specific product are considered, like the “need for a HE boiler” or the ”need for a heat pump”, but instead, the criteria are meant that the market participants take into consideration when deliberating upon different substitute products. This makes it possible to assess whether the product or the substitute better corresponds to the needs of the market. As a result, also the market potential for products for which market participants have a latent need can be determined. In this research a high-level approach has been applied: the market opportunities for local renewable heating systems are assessed on a high-level. By means of the same approach it is also possible to determine market opportunities for a product or service on a more local level, for example on the size of a city. Dynamic layer model/Porter’s five forces framework To provide insight in the socio-economic potential of local renewable heating systems the dynamic layer model of Groenewegen and Van der Steen has been applied. As explained, this dynamic layer model is in fact an extended version of the four layer model of the economics of institutions of the well-known institutional economist Oliver Williamson. Where Williamson considers technology as a given, technology is included in the dynamic layer model as an important driver for change. According to Groenewegen and Van der Steen technology influences institutions by influencing the highest level of institutions: the informal institutions. This does however not correspond to the place technology plays a role in the specific application of the model in this research. Here technology is situated on a lower level and is related to the investment decisions of the individual actors. Local renewable heating systems exert their influence from below instead of from above. This could be an explanation for the fact that the Heat Law did not come into existence and in its current outline does not take into account local renewable heating systems. The technological developments took place at the level of the individual actors – the lowest level of the model. The formation of new laws, formal institutions, takes place on the third level of the model, under the influence of the top two layers of the model: politics, informal institutions and technological developments. These are however, as indicated, different technological developments than the ones considered in this research. The five forces framework of competitive forces of Porter is used for the competitive analysis to determine the market potential of local renewable heating systems. Many economists have criticized Porter’s model, including Grundy (Grundy 2006) and Narayanan and Fahey (Narayanan and Fahey 2005). Only one point of criticism is mentioned here. Porter assumes market participants to behave rationally (Geels 2010). One of the factors that, according to Porter, determines the threat of a substitute product is the price-performance of the substitute in comparison to the price-performance of the industry’s product. In practice it turns out that, in relation to renewable heating systems, municipalities or project developers do not always rationally compare the price-performance of different systems. Instead, they are influenced by energy consultants or personal sentiments. UTES systems do not have a better environmental performance nor financial performance than a large scale district heating system. Some decision makers however nevertheless prefer UTES systems because they find these such “sympathetic systems” (Annex I; Kemmeren). So, to determine whether a product or service is a substitute for local renewable heating systems it is insufficient to assume that market participants only rationally assess price-performance. More, less rational considerations play a role. In this research, these are also included in the Porter analysis.
94
Findings from the institutional or socio-economic analysis are used in the Porter analysis, including the most important market participants, their goals and perceptions, the regulation that acts on heating and heating systems and the regulation that market participants are subject to. Porter himself has, when constructing the model, made assumptions on the institutional environment in which the model is applicable. These assumptions are not made explicit in the article. According to Narayanan and Fahey Porter took as boundary conditions the characteristics of developed economies (Narayanan and Fahey 2005). Therefore, Porter’s implicit assumptions correspond to the institutional environment as considered by the model applied in this research. Validity of the research All research steps are carried out by means of desk research and field research. Interviews have been held with various experts on the topic mostly from inside but also from outside energy company Nuon. The results of this research can be considered valid because all experts that have been interviewed have been approached for reasons of their specific knowledge on a sub-topic of the complete research. Furthermore, findings from literature are as much as possible backed up with expert knowledge and vice versa. Improvements can however be made. Future research on the topic of local renewable heating systems should further validate the results as presented in this thesis. The conclusions of the analysis could be validated by means of an expert evaluation with non-Nuon experts. For instance a qualitative research can be conducted on the same topic with experts from a different energy company. Another possibility for further research is to generate additional insight on the policy of different municipalities. The insights on municipal policy as presented in this thesis are based on literature and on an interview with the municipality of Amsterdam. To improve the external validity of the results more interviews can be held with different municipalities, which all have their own specific policies considering energy and heat. Another option is to focus on the municipality of Amsterdam as a case study. Lastly, the validity of the financial and environmental performance of the different renewable heating technologies could be improved by conducting an analysis of quantitative data of the actual performance of the systems. The data on the financial and environmental performance are now based on expert knowledge and literature. Personal reflection Most of the time I considered working on this research an enjoyable experience. It is fascinating how, in a couple of months, you turn from a complete layman on a topic into somebody who has quite of an insight. The interviews I enjoyed most: the personal contact with all nice and helpful people, the discussions on the topic and the opportunity to get to know the company Nuon from multiple perspectives. It took me a lot of effort to translate the at first very broadly defined assignment into a workable research plan. I found it a difficult job again to get from all the information and knowledge that I had gained to a well-structured and readable thesis. If I would have the opportunity to carry out this research over again I would do a number of things differently. Firstly, I would be more stringent with regard to the end of the research phase. Until very late in the project planning I kept gathering information. This increases the probability of exceeding the project planning. Secondly, I would try to convene one or two meetings with a number of experts that look at the topic from different perspectives to confront them with each other’s’ statements. Instead I spoke to them independently and doublechecked statements in case of contradictions. This was a very time consuming and at times also very confusing process. Lastly, because the potential of local renewable heating systems is very dependent on local circumstances, I afterwards consider it to be nicer to investigate the potential for these systems in a specific city or in a number of cities by means of case studies.
95
13 References Aedes (2010). "Over Aedes." Retrieved November 30, 2010, from http://www.aedesnet.nl/over-aedes. Aedes (2011). Energielabels in woningwaarderingsstelsel - update maart 2011 Aedes. Aedes, Ministerie van VROM, et al. (2008). Convenant energiebesparing corporatiesector. Ede. Agentschap NL (2010). "Duurzame warmte voor bestaande woningen." Retrieved December 9, 2010, from http://regelingen.agentschapnl.nl/content/duurzame-warmte-voor-bestaande-woningen. Agentschap NL (2010). Duurzame Warmte voor bestaande woningen - subsidieregeling voor installaties in uw woning. Agentschap NL (2010). Energie en bedrijven - energielijst 2011. Ministerie van Economische Zaken Landbouw en Innovatie. Zwolle, Agentschap NL. Agentschap NL (2010). "Energie Investeringsaftrek (EIA)." Retrieved http://regelingen.agentschapnl.nl/content/energie-investeringsaftrek-eia.
December
10,
2010,
from
Agentschap NL (2010). Stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie. NL Energie en Klimaat. Zwolle, Agentschap NL. Agentschap NL (2010). Van energieambitie naar succesvolle praktijk in de duurzame stedelijke vernieuwing - 12 gidsprojecten uit de twaalf provincies. Utrecht. Agentschap NL (2010). Warmte in Nederland. NL Energie en Klimaat. Utrecht, Agentschap NL. Agentschap NL (2011). "Energieprestatie Nieuwbouw - EPN." from http://www.agentschapnl.nl/nl/programmasregelingen/energieprestatie-nieuwbouw-epn. Agentschap NL (2011). "Meerjarenafspraken energie-efficiency (MJA's)." Retrieved Februari 23, 2011, from http://www.nlenergieenklimaat.nl/meerjarenafspraken-energie-efficiency-mjas. Agentschap NL (2011). "Ontwikkelingen en beleid." http://www.agentschapnl.nl/onderwerp/ontwikkelingen-en-beleid.
Retrieved
May
2,
2011,
from
Agentschap NL (2011). Rapport energiecijfers kantoren. Agentschap NL (2011). "Stand van zaken rond Regeling groenprojecten." Retrieved January 20, 2011, from http://regelingen.agentschapnl.nl/content/stand-van-zaken-rond-regeling-groenprojecten. Agentschap NL (2011). Voorbeeldwoningen 2011 Bestaande bouw. Sittard, Agenschap NL,. Agentschap NL (2011). "Warmte-koudeopslag." Retrieved http://regelingen.agentschapnl.nl/content/warmte-koudeopslag.
January
18,
2011,
from
Bakema, G. (2010). 20.000 bodemenergiesytemen in 2020, hoe doen we dat. Nationale Duurzame Energie Conferentie. Brabanthallen Den Bosch. Banning, C. (2009). Tijdslijn Slochteren en het aardgas. NRC Handelsblad. Belastingdienst (2010). "Energie-investeringsaftrek (EIA)." Retrieved January 20, http://www.belastingdienst.nl/zakelijk/investeringsregelingen/investeringsregelingen-01.html.
2011,
from
Benders, R. M. J., P. d. Jong, et al. (2004). Perspectief op een optimale en duurzame energie-infrastructuur op een decentraal niveau. IVEM-onderzoeksrapport nr. 112. Groningen, IVEM, Centrum voor Energie en Milieukunde. Bennink, D. and J. H. B. Benner (2009). Inzicht in de belangrijkste cost drivers van warmteleveranciers in Nederland. Delft, CE Delft.
96
Bouwend Nederland (2011). "Faillissementen in de bouw nemen verder toe." Retrieved May 2, 2011, from http://www.bouwendnederland.nl/artikelen/Pages/Faillissementen_in_de_bouw_nemen_verder_toe_5446.aspx?s ource=%252fWeb%252fpages%252fdefault.aspx. Braber, K. J. (2009). Van afval naar voedsel - Nieuwe Nuts in de praktijk. InnovatieNetwerk and SIGN. BSW Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2007). Solar heat for large buildings. Solarge. Berlin. Buck, S. t., B. v. Keulen, et al. (2010). Protocol monitoring hernieuwbare energie - 2010, Agentschap NL. Business Development Holland b.v. (2010). Efficient verwarmen en koelen met aardgas. CBS (2010). Huishoudens; grootte, samenstelling, positie in het huishouden, 1 januari. CBS. CBS (2011). Aardgas en elektriciteit; gemiddelde tarieven. CBS Statline. CBS (2011). Aardgas en elektriciteit; gemiddelde tarieven. quarterly. Centraal Fonds Volkshuisvesting (2010). "De corporatiesector in cijfers." Retrieved November 30, 2010, from http://www.cfv.nl/taken/informatievoorziening/de_corporatiesector_in_cijfers. Chappin, E. J. L. and G. P. J. Dijkema (2009). "On the impact of CO2 emission-trading on power generation emissions." Technological Forecasting & Social Change 76: 358–370. Coenen, J., S. Schlatmann, et al. (2010). Handleiding biomassa WKK. Cogen Projects. consuWijzer (2011). Nieuwe aansluiting voor elektriciteit en gas. De Jong , K. (2010). Warmte in Nederland - Warmte- en koudeprojecten in de praktijk, Uitgeverij MGMC. De Jong, P. (2007). Project Stadswarmte plus. Amsterdam, Ymere. De Leeuw, A. C. J. (2003). Bedrijfskundige methodologie - management van onderzoek. Assen, Koninklijke Van Gorcum B.V. De Preter, H. (2011). Inwoners Gronings dorpje mogen geen duurzame energie invoeren. Groninger Internet Courant. Groningen. Deuten, J. J., A. Rip, et al. (1997). "Societal embedding and product creation management." Technology Analysis & Strategic Management 9(2). Dijkema, G. (2010). Dutch Gas infrastructure Design & Development, 1950-2005, TU Delft. spm4352 Design of Innovative Systems in Industry & Infrastructure. Dingenouts, M. W. L., E. M. Roth, et al. (2002). Leidraad grote zonneboilers voor gemeenten. Utrecht, New Energy Works Ecofys. Directorate-General Climate Action (2010). "The EU climate and energy package." Retrieved January 21, 2011, from http://ec.europa.eu/clima/policies/brief/eu/package_en.htm. Donner, J. P. H. (2010). Brief aan de kamer betreft sanctionering energielabel voor gebouwen. Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties. Den Haag. Dutch Heat Pump Association (2011). "Omgevingswarmte wordt verwarming." Retrieved April 4, 2011, from http://www.dhpa-online.nl/werkingsprincipe/. E.On Benelux (2008). "Overzicht centrales E.ON Benelux." Retrieved April 19, 2011, from http://www.eonbenelux.com/eonwww/publishing.nsf/Content/Overzicht+Centrales. E.ON Värme Sverige (2009). E.ON expands district heating in the Malmö region. www.eonnordic.com. E. O. Nordic. Energiekamer (2009). "Warmtelevering." Retrieved http://www.energiekamer.nl/nederlands/warmte/index.asp.
September
2009,
2010,
from
97
Energiekamer (2011). "Levering." Retrieved http://www.energiekamer.nl/nederlands/warmte/levering/index.asp.
May
Energielabel.nl (2010). "Energielabel woningen." Retrieved http://www.energielabel.nl/pagina?onderwerp=Energielabel%20woningen.
2,
December
2011,
10,
2010,
from
from
EnergieNed and Netbeheer Nederland (2009). Energie in Nederland 2009. EnergieNed. Euractiv (2010). "Energy Performance of Buildings Directive ". Retrieved January 22, 2011, from http://www.euractiv.com/en/energy-efficiency/energy-performance-buildings-directive/article-187130. European Commission (2010). "Emission Trading System (EU ETS)." Retrieved March 31, 2011, from http://ec.europa.eu/clima/policies/ets/index_en.htm. European Parliament and Council (2003). Directive 2003/87/EC establishing a scheme for greenhouse gas emission allowance trading. E. Union. Directive 2003/87/EC. European Parliament and the Council (2002). Directive 2002/91/EC of 16 December 2002 on the energy performance of buildings. European Union. European Parliament and the Council (2010). DIRECTIVE 2010/31/EU OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 19 May 2010 on the energy performance of buildings (recast). European Union. European Parliament and the Council of the European Union (1997). Directive 96/92/EC concerning common rules for the internal market in electricity. European Union. European Parliament and the Council of the European Union (1998). Directive 98/30/EC concerning common rules for the internal market in natural gas. European Union. European Parliament and The Council of the European Union (2002). Richtlijn 2002/91/EG betreffende de energieprestatie van gebouwen. European Union. 2002/91/EG. FedEc (2010). "Organisatieprofiel." Retrieved December 11, 2010, from http://www.fedec.nl/organisatieprofiel.php. Feenstra (2010). "Feenstra - Warmte Totaal Zorg." Retrieved http://www.feenstra.com/asp/pagina.asp?subject=pagina&keuze=home.
14
september,
2010,
from
Geels, F. W. (2010). "Ontologies, socio-technical transitions (to sustainability), and the multi-level perspective." Research Policy, 39: 495–510. Geels, F. W., T. Pieters, et al. (2007). "Cultural enthousiasm, resistance and the societal embedding of new technologies: psychotropic drugs in the 20th century." Technology Analysis & Strategic Management 19(2): 145165. Gemeente Roosendaal (2010). "Convenant Duurzaam Bouwen ondertekend." Retrieved December 11, 2010, from https://www.roosendaal.nl/Actueel/Persberichten/Archief_persberichten/Persberichten_2007/Persberichten_juni_ 2007/Convenant_Duurzaam_Bouwen_ondertekend. Groenewegen, J. P. M. (2005). Designing markets in infrastructures: from blueprint to learning. Faculty of Technology, Policy and Management. Delft, Delft University of Technology. Groenewegen, J. P. M. (2011). Questions on the layered institutional model by Groenewegen and Van der Steen. W. M. Van Meurs. Delft. Groenewegen, J. P. M. and W. Lemstra (2007). "Schools of Institutional Economics with a link to Strategic Management ": 19. Grundy, T. (2006). "Rethinking and reinventing Michael Porter’s five forces model." Strategic Change 15: 213– 229. Harmsen, R. and M. Harmelink (2007). Duurzame warmte en koude 2008-2020: potentiëlen, barrieres en beleid, Ecofys. Hodgson, G. M. (2006). "What Are Institutions?" Journal of Economic Issues, 40(1): 1-25.
98
Hoevenagel, R. and K. Brammer (2009). Energiedata utiliteitsbouw 2008 / Energiebesparingsmonitor gebouwde omgeving: U-bouwpanel, Stratus. Holland Solar (2011). "Werking van de zonneboiler." Retrieved Februari http://www.hollandsolar.nl/sectie_zonnewarmte_docs/werking_van_de_zonneboiler.pdf.
25,
2011,
from
IPO, Ministerie van VROM, et al. (2009). Klimaat- Energieakkoord tussen Rijk en provincies. Jeeninga, H. (1997). Analyse energieverbruik sector huishoudens 1982-1996 Achtergronddocument bij het rapport ’Monitoring energieverbruik en beleid Nederland’. ECN. Kaper, G., A. Govaart, et al. (2010). Projectplan Samenwerkingsproject - ‘Energie in prestatieafspraken met woningcorporaties’. Stadsregio. Rotterdam. Kemmeren, R. (2008). Schaalsprong stadswarmtenet. OGA, AEB, Waternet, DMB and BDA. Amsterdam. Knegt, R. (2010). Duurzaam Decentraal Samen. Nationale Duurzame Energie Conferentie. Brabanthallen Den Bosch. Koppenjan, J. and J. Groenewegen (2005). "Institutional design for complex technological systems." International Journal for Technology, Policy and Management 5(3): 240-257. Leidelmeijer, K. and P. v. Grieken (2005). Wonen en Energie - stook- en ventilatiegedrag van huishoudens. Amsterdam, RIGO Research en Advies BV. Lysen, E. H. (1996). The Trias Energica: Solar Energy Strategies for Developing Countries. Eurosun Conference. Freiburg. Manshanden, W., O. Koops, et al. (2010). Bouwprognoses 2010-2015, TNO Bouw en Ondergrond. Meijer, I. S. M., M. P. Hekkert, et al. (2007). "The influence of perceived uncertainty on entrepreneurial action in emerging renewable energy technology; biomass gasification projects in the Netherlands." Energy Policy 35: 5836–5854. Menkveld, M. (2009). Kentallen warmtevraag woningen, ECN. Menkveld, M. and L. Beurskens (2009). Duurzame warmte en koude in Nederland, Energie Onderzoek Centrum Nederland. Milieucentraal (2011). "Centrale verwarming." Retrieved March 14, http://www.milieucentraal.nl/pagina.aspx?onderwerp=Centrale+verwarming#Soorten_cv-ketels. Milieucentraal (2011). "Energielabel woningen ". Retrieved http://www.energielabel.nl/pagina.aspx?onderwerp=Energielabel%20woningen.
March
4,
Milieucentraal (2011). "Isolatiemateriaal kiezen." Retrieved March 8, http://www.milieucentraal.nl/pagina.aspx?onderwerp=Dakisolatie#Isolatiemateriaal_kiezen.
2011,
from
2011,
from
2011,
from
Minister van Economische Zaken (2008). Warmtewet (zoals aangenomen door de Eerste Kamer). Minister van Economische Zaken (2009). Regeling van de Minister van Economische Zaken, houdende uitvoering van het Warmtebesluit (Warmteregeling). Ministerie van Economische Zaken. Minister van Economische Zaken (2009). Warmtebesluit - Ontwerp van een algemene maatregel van bestuur, houdende regels ten uitvoering van de Warmtewet. Ministerie van Economische Zaken. Minister van EZ and Minister van LNV (2009). Subsidieregeling energie en innovatie. Minister van VROM, Minister van WWI, et al. (2008). Lente-akkoord Energiebesparing in de nieuwbouw. Minister voor Wonen Wijken en Integratie (2010). Tijdelijke stimuleringsregeling energiebesparende voorzieningen aan woningen. Ministerie van Economische Zaken (2010). "Warmtewet." Retrieved http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/energie-en-kleinverbruikers/warmtewet.
September
9,
2010,
from
99
Ministerie van VROM (2006). Kernpublicatie WoON Energie 2006. Ministerie van VROM (2010). Criteria voor duurzaam inkopen van nieuw te bouwen kantoorgebouwen. Ministerie van VROM (2010). "Wat is een woningcorporatie?". Retrieved 2010, November 30, from http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/woningcorporaties/vraag-en-antwoord/wat-is-een-woningcorporatie.html. Ministerie voor Infrastructuur en Milieu (2010). "Vraag en antwoord - Wat is het energielabel voor woningen en wanneer is dit verplicht?". Retrieved December 10, 2010, from http://www.rijksoverheid.nl/documenten-enpublicaties/vragen-en-antwoorden/wat-is-het-energielabel-voor-woningen-en-wanneer-is-dit-verplicht.html. Narayanan, V. K. and L. Fahey (2005). "The Relevance of the Institutional Underpinnings of Porter’s Five Forces Framework to Emerging Economies: An Epistemological Analysis " Journal of Management Studies 42. Nederlandse Emissie Authoriteit (2010). "De Nederlandse Emissie Authoriteit." Retrieved December 14, 2010, from http://www.emissieautoriteit.nl/. NEPROM (2010). "Ledenlijst NEPROM per 26 oktober 2010." Retrieved December 11, 2010, from http://www.neprom.nl/ledenlijst. Nerkar, A. and P. W. Roberts (2004). "Technological and product-market experience and the success of new product introductions in the pharmaceutical industry." Strategic Management Journal 25: 779–799. Nillesen installaties (2011). "Centrale verwarming." Retrieved March http://www.nillesen.nl/index.php?Itemid=39&id=30&option=com_content&task=view.
14,
2011,
from
North, D. (1991). "Institutions." Journal of Economic Perspectives 5: 97-112. NOS (2011) Woningbouw op historisch dieptepunt. Nuon (2009) Nuon neemt warmtekrachtcentrale in Almere over van Electrabel. Nuon (2010). "Company profile." Retrieved 15 september, 2010, from http://www.nuon.com/company/profile/. Nuon (2010). "Towards energy sustainability." Retrieved January 20, 2011, from http://www.nuon.com/csr/Energysustainability/index.jsp. Nuon (2011). Zoneiland Almere verwarmt nieuwe woonwijk. www.nuon.com. Nuon Zakelijk (2011). "Marktrapport week 18." Retrieved May 2, 2011, http://zakelijk.nuon.nl/zakelijk/producten/maatwerk/energiediensten/marktrapport/laatste_marktrapport.jsp.
from
Point Carbon (2010). Carbon 2010 - Return of the sovereign. Point Carbon. 2011. Porter, M. E. (2008). "The five competitive forces that shape strategy." Harvard business review(January 2008): 24-41. Prendergast, E. and R. Jeths (2010). Bepaling aantal utiliteitsgebouwen in Nederland - resultaten voor 2009, Mobius Consult. Remeha (2011). Gasabsorptie warmtepomp. Remeha (2011). "Remeha Gasabsorptiewarmtepompen." http://nl.remeha.com/index.php?id=902.
Retrieved
May
20,
2011,
from
Remkes, J. W. (2003). Bouwbesluit 2003. Rijksoverheid (2010). "Doel: 14% duurzame energie." Retrieved January http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/duurzame-energie/doel-20-duurzame-energie.
21,
2011,
from
Rijksoverheid (2011). "Wat zijn de tarieven van de energiebelasting?". Retrieved April 10, 2011, from http://www.rijksoverheid.nl/documenten-en-publicaties/vragen-en-antwoorden/wat-zijn-de-tarieven-van-deenergiebelasting.html. Rooijers, F. J., I. d. Keizer, et al. (2006). Markt & Milieu Gebouwde Omgeving - Concrete stappen naar halvering van CO2-emissies in de gebouwde omgeving. Delft, CE Delft.
100
Rooijers, F. J., C. Leguijt, et al. (2010). Halvering CO2-emissie in de Gebouwde Omgeving - Een beoordeling van negen instrumenten. Delft, CE Delft. Rutte, M. and M. J. M. Verhagen (2010). Vrijheid en verantwoordelijkheid - Regeerakkoord VVD-CDA. RvB NMa (2010). Onderzoek effect warmtewet op warmteprijs en bedrijfsrendement. Schepers, B. L. and M. P. J. v. Valkengoed (2009). Warmtenetten in Nederland - Overzicht van grootschalige en kleinschalige warmtenetten in Nederland. Delft, CE Delft. Schipper, F. P. and A. v. d. Meer (2007). Kwaliteitsverklaring warmtelevering Arnhem, Ecofys. Schlatmann, S., W. Elbersen, et al. (2009). Met Groene Kracht Vooruit - Richtinggevende visie op toepassing van bio-energie in de Glastuinbouw, Cogen Projects & Wageningen UR instituut AFSG. Schneider, H., P.-J. Steenbergen, et al. (2010). Marktstudie CO2-besparingpotentieel ESCo’s in utiliteitsbouw Makkelijk besparen in een moeilijke markt? Delft, BuildDesk Benelux B.V. Senternovem (2005). "HR++ glas." Retrieved March http://www.senternovem.nl/utiliteitsbouw/instrumenten/technieken/hr_glas.asp.
8,
2011,
from
Senternovem (2007). "Zonneboilers." Retrieved March 31, http://www.senternovem.nl/duurzameenergie/DE-technieken/Zonneboilers/Index.asp.
2011,
from
Senternovem (2008). LTV voor nieuwbouw en renovatie - Méér comfort met minder energie. Senternovem (2008). Marktstudie Warmtepompen in de bestaande bouw. Senternovem (2009). "Energiebesparing en Duurzame Energie concepten." Retrieved January 20, 2011, from http://www.senternovem.nl/duurzameenergie/DE-technieken/Energiebesparing_en_DEconcepten/Index.asp. Senternovem (2010). "EPN http://www.senternovem.nl/epn/.
en
Nieuwbouw
".
Retrieved
Senternovem (2010). "Groen beleggen en financieren." http://www.senternovem.nl/groenbeleggen/index.asp.
December
Retrieved
10,
December
2010,
11,
2010,
from
from
Senternovem (2010). "Groen beleggen en financieren - Projectcategorieën ". Retrieved December 11, 2010, from http://www.senternovem.nl/groenbeleggen/projectcategorieen/index.asp. Senternovem (2010). "Weten regelgeving." Retrieved January http://www.senternovem.nl/mmfiles/2_wet_regelgeving_wko_tcm24-326794.pdf.
18,
2011,
from
Stadsverwarming Purmerend B.V. (2011). "Historie Stadsverwarming Purmerend." Retrieved February 12, 2011, from http://www.stadsverwarmingpurmerend.nl/212/over-svp/historie. Stichting Warmtepompen (2011). "Bronsoorten voor warmtepompen." Retrieved March 31, 2011, from http://stichtingwarmtepompen.nl/Warmtepompen/Systeemkenmerken/Warmtepompbronnen. Ten Hoopen and Hessels (2003). Warmtewet - memorie van toelichting. the Carbon Trust (2009). Biomass heating - A practical guide for potential users. The European Parliament and The Council of the European Union (2009). Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources. European Union. UC-Partners Team (2010). The way to a triple A energy sector – available, affordable and acceptable. Energy Trendsformation. UC Partners. Amsterdam: 32-54. UNFCCC (1998). Kyoto protocol to the United Nations framework convention on climate change. U. Nations. Van der Burgt, J. J. A. and J. J. De Wolff (2010). Impact van warmtepompen op het elektriciteitsnetwerk. Arnhem, KEMA. Van der Geest, E. (2011). "Kwart kantoren leeg in 2015." Het Financieele Dagblad(March 25 2011). Van der Ham, M. (2011) Geen steun voor verplichting energielabel. Cobouw nieuwsbrief
101
Van der Loos, R. and M. Vlot (2009). Aanscherpingsstudie EPC woningbouw 2011. Arnhem, DGMR. Van Eck, T. (2007). "A new balance for the energy sector; No longer a puppet in the hands of technology, public interests and market." Van Eck, T. (2010). Het grote energieboek van duurzaam wonen. Van Eck, T., H. Rödel, et al. (2005). De onthulling van het best bewaarde energie- en milieugeheim van Nederland. Technische Universiteit Delft and Faculteit 3 ME sectie Energievoorziening. Delft. Van Schaik, P. (2010). Taakafbakening energie- en klimaatbeleid. J. t. Meulen, InfoMatters. Verhagen, M. J. M. (2010). SDE+. Ministerie van Economische Zaken, Landbouw and Innovatie. Den Haag. VHP, UMC, et al. (2010). http://www.structuurvisies.nl/default.aspx.
"Structuurvisies."
Retrieved
Februari
20,
2011,
from
VROM, Bouwend Nederland, et al. (2008). Lente-akkoord Energiebesparing in de nieuwbouw. Weperen, E. J. v. (2006). Quick Scan Energie - Inventariserend onderzoek naar energiegebruik en energiebesparing in duurzaamheidsverslagen van Nederlandse beursgenoteerde ondernemingen, Vereniging van Beleggers voor Duurzame Ontwikkeling. Williamson, O. E. (1998). "Transaction Cost Economics: How It Works; Where It is Headed." De Economist 146: 23-58.
102
103
Annex I – Interviews This annex contains the transcription of the interviews held as part of this research. The following table presents the persons that have been consulted in this research, including their function. Name Daniel Awater Erik Bek
Ester Boogaard Marco Bosman Thijs Brandenburg Raymond van Bulderen Rinze Dijkstra Marije van Donselaar Teus van Eck Boy van Egmond Onno Fortanier Rob Kemmeren Floske Kusse Chris Lappee Carel van Lange Hans Rödel Marlies Sikken Richard Spierenburg Henk Vis Harrie van der Wielen
Function Consultant Technology and Innovation, Nuon Heat Director E&D Engineering (advice and installation renewable energy systems), Vice president Uneto-Vni Rotterdam area (sector organization for installation companies) Product Manager, Nuon Heat Regulatory Manager, Nuon Regulatory Affairs Asset valuation analyst, Nuon Business Manager heat pumps, Nuon Heat Sales Manager, Technea Manager, Large clients, Distribution and Sales, Nuon independent specialist in energy Jr. Development Manager, BD&P, Nuon Analist, Regulatory Affairs, Nuon Project manager district heating, Municipality of Amsterdam Specialist Public Affairs, Nuon Head of Technology and Engineering Services, Nuon Senior Consultant Industrial Energy Management, Ebatech Contractor, Nuon Heat Policy advisor, Nuon External Affairs Advisor installations, housing corporation Ymere Manager Energy Solutions, Nuon Business Manager, Nuon Heat
104
Interview Daniel Awater, 29 november 2010 Functie: Consultant Techniek en Innovatie, Nuon Warmte Doel van het interview: Het verkrijgen van inzicht in de huidige status van en toekomstige ontwikkelingen in de Energie Prestatie wetgeving. Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Daniel Awater is consultant techniek en innovatie bij Nuon Warmte. Vanuit die functie heeft hij zich verdiept in de EPC/EPG regelgeving en neemt zitting in de EPG werkgroep voor EnergieNed. Deze werkgroep brengt advies uit over de nieuwe EPG normering aan de normcommissies die de uiteindelijke norm zullen opstellen (o.a. TNO). Deze normcommissies rapporteren aan het voormalige ministerie van VROM, nu Infrastructuur en Milieu. Energie prestatie wetgeving Kun je vertellen hoe de energie prestatie wetgeving er op dit moment uitziet? Op dit moment zijn er de EPC normen voor nieuwbouw en de EPA normen voor bestaande bouw. Deze waarden zeggen iets over de verwachte primaire energievraag van een woning. De vereiste EPC waarde voor nieuwbouw is op dit moment 0,8. Per 1 januari 2011 gaat deze waarde omlaag naar 0,6. Begin 2014 wordt de EPC 0,4 en in 2020 is de vereiste EPC waarde 0,0. Uit de EPA regelgeving voor bestaande bouw volgt een label. Dit label wordt toegekend aan bestaande woningen, maar hier is geen ondergrens aan gesteld. Wellicht komt deze ondergrens er in de toekomst, maar dat is dit moment nog niet aan de orde. Er bestaan wel concrete toepassingen van de labelstelling. De overheid huurt alleen panden die minimaal een C label hebben. Dit is een incentive voor partijen die dergelijke panden verhuren om te zorgen voor een dergelijk label. Woningbouwcorporaties maken ook labelgebonden afspraken met gemeenten in convenanten. Bijvoorbeeld “80% van de woningvoorraad moet naar een C-label”. Deze afspraken zijn echter niet juridisch bindend. Het effect van de 0,8 naar 0,6 verlaging op de warmtevraag van een woning in beperkt. Het effect van een verlaging van 0,6 naar 0,4 zal substantieel zijn. De warmtevraag van een woning (ruimteverwarming) zal naar verwachting ongeveer halveren. - En hoe komt de nieuwe energie prestatie wetgeving eruit te zien? De prognose is dat per 1 januari 2012 de EPC vervangen gaat worden door de EPG. De EPG is een getrapte eis: Gebouwgebonden maatregelen: het huis krijgt een cijfer (de EPG) op basis van de aanwezigheid van vraagbeperkende maatregelen of bepaalde opwek installaties. Voorbeelden hiervan zijn HR++ glas, lage temperatuurverwarming, isolatie, douchewarmte terugwinning, een zonneboiler of een individuele warmtepomp. Gebiedsgebonden maatregelen: de aanwezigheid van bepaalde gebiedsgebonden installaties bepaald de zogenaamde EMG. Deze EMG waarde mag je aftrekken van de EPG. De maximale waarde van de EMG is echter 0,2. Je kan dus maar 0,2 “goedmaken” van je EPC met gebiedsgebonden maatregelen. Dit betekent dat de EPG waarde maar maximaal 0,8 kan zijn om de normwaarde van 0,6 te halen. De kwaliteitsverklaring zoals deze in het huidige systeem bestaat (zie interview Hans Rödel en verderop in dit interview) gaat op in de EMG. Evenals de EPL (Energie Prestatie op Locatie), waar nu nauwelijks gebruik van wordt gemaakt. Het doel van deze getraptheid is om zeker te stellen dat er in alle gevallen eerst vraagbeperkende maatregelen worden toegepast aan het huis voordat gebiedsgebonden systemen worden ontwikkeld. Dit is echter niet per definitie de uitwerking, doordat ook opwek systemen in de eerste trap zijn opgenomen, zoals de warmtepomp. Dergelijke opwekkers kunnen gebruikt worden om de gewenste EPG waarde te bereiken zonder dat er enige vraagbeperkende maatregelen zijn genomen aan het casco. Gebiedsgebonden maatregelen zoals stadswarmte worden hierdoor benadeeld, want deze zitten in de tweede trap. In geval van een EPC eis van 0,4 zul je met gebouwgebonden maatregelen naar 0,53 moeten komen (1,33 x 0,4) en kun je met gebiedsgebonden maatregelen nog maar 0,13 goedmaken. - Hoe verhouden de kosten van verschillende gebouwgebonden maatregelen zich tot de EPC of label verbetering die ermee bereikt kan worden? Wanneer je kijkt naar total cost of ownership ten opzicht van de EPC- of labelverbetering dan is isolatie de goedkoopste oplossing. Een zonneboiler wordt heel goed gewaardeerd omdat deze puur een afname van je fossiele energiegebruik bewerkstelligd, maar de investeringskosten zijn hoog.
105
Een WKO installatie scoort forfaitair (op basis van de normatieve waarde) beter in de EPC dan een stadswarmte aansluiting - ongeveer 2x zo goed. De normatieve waarde voor stadswarmte is 110%. Wanneer voor beide systemen een kwaliteitsverklaring wordt opgesteld (door bijvoorbeeld TNO) scoren ze ongeveer vergelijkbaar. Stadswarmte scoort wanneer je een kwaliteitsverklaring hebt 2x zo goed in de EPC. Voor een WKO is 10-20% verbetering te realiseren, met name een beter tapwater rendement. De kwaliteitsverklaring van WKO systemen wordt makkelijker goedgekeurd door gemeenten dan een stadswarmtekwaliteitsverklaring. Stadswarmte heeft meer last van gemeentes, deze keuren kwaliteitsverklaringen vaak niet goed, of hebben extra eisen, om de bewoners tegen, in de perceptie van gemeenten, hoge kosten, te beschermen. Dit komt vooral voort uit het imago van stadswarmte. Project ontwikkelaar zijn met een stadswarmte aansluiting met verklaring goedkoper uit dan met een WKO. De EPC winst is gelijk en de investering vaak veel kleiner. Een stadswarmte aansluiting zonder verklaring heeft veel minder EPC invloed, terwijl de investering hetzelfde blijft, hierdoor is een WKO dan vaak aantrekkelijker. Op dit moment kun je die rendementsverbetering nog onbeperkt meenemen in de EPC. Wanneer de nieuwe eis, de EMG, wordt ingevoerd zitten zowel de WKO als stadswarmte in de tweede trap. Richting een EPC waarde van 0,6 mag je met de tweede trap maar 0,2 goedmaken. Met het forfaitaire rendement van stadswarmte haal je die 0,2 niet eens. Om tot de 0,2 te komen moet het rendement van een stadswarmtenet 150% zijn. Op dit moment kun je met een WKO of een stadswarmte aansluiting met een kwaliteitsverklaring evenveel andere maatregelen weglaten. - Worden er bepaalde gebouwgebonden maatregelen naar uw mening overgewaardeerd? De douchewarmtewisselaar levert veel EPC verlaging op terwijl de daadwerkelijke besparing relatief laag is. Zijn er ook opties die ondergewaardeerd worden? Stadswarmte wordt ondergewaardeerd doordat het op de tweede trap zit en daardoor niet een op een concurreert met alternatieve warmteleveringssystemen. Stadswarmte heeft een slecht imago, voornamelijk door het gebrek aan keuzevrijheid voor de afnemer. De “keuzevrijheid” van bijvoorbeeld een warmtepomp wordt hoog gewaardeerd door de beleidsmakers. - Hoe wordt de EMG waarde van een stadswarmtenetwerk berekend? De exploitant van een stadswarmtenetwerk laat een kwaliteitsverklaring opstellen door bijv. Ecofys of TNO. Een kwaliteitsverklaring zegt iets over het rendement van het stadswarmtesysteem en daarmee ook over de hoeveelheid vermeden CO2. Het goedkeuren van die kwaliteitsverklaringen ligt op dit moment bij de gemeentes. In de toekomst zal de eerder genoemde normcommissie dit gaan doen. Alle gemeenten voeren nu hun eigen beleid. De meeste gemeenten zijn soepel, alleen Amsterdam hanteert een eigen systeem van getraptheid. Vanaf 2012 (EPG normen) mag stadswarmte maar 0,2 “goedmaken” in de EPG. Amsterdam hanteert deze regel nu al. Dit betekent dat er door de gemeente Amsterdam kwaliteitsverklaringen worden goedgekeurd met een rendement van maximaal 112% (want dit geeft 0,2 in de EPG). Dit is echter niet het werkelijke rendement. Dat ligt veel hoger. Amsterdam voert een “warmte tenzij”-beleid. Nieuwe woningen worden altijd op stadswarmte aangesloten, behalve in een aantal uitzonderingsgevallen. Een van de uitzonderingen is wanneer een gebouw al een hele goede energieprestatie heeft (40% klimaatneutraal of iets dergelijks). Het gevolg van het huidige Amsterdamse systeem is echter dat er utiliteitsgebouwen zijn die praktisch op een stadswarmteleiding maar toch kiezen voor de aanleg van een WKO systeem omdat stadswarmte nauwelijks meetelt in de EPC in Amsterdam. - Hoe scoren biomassa boilers in de EPG? AVI’s, waar een biomassafractie van 50% in wordt verstookt mogen als 50% CO2 neutraal worden meegeteld. Biomassa staat nog ter discussie in de nieuwe EPG wetgeving, waarschijnlijk zal het CO2 neutraal worden gewaardeerd, dan geeft deze techniek een groot EPC voordeel. Hoe bereken je het rendement van een stadwarmtenetwerk? De berekening is te vinden in kwaliteitsverklaringen. Je kijkt naar de hele keten, te beginnen met het rendement van de opwek. Voor een gewone STEG centrale is de gederfde elektriciteit voor iedere GJ opgewerkte warmte ongeveer 0,18 GJ. De totale energetische verbetering van de centrale reken je toe aan warmte. Je moet er echter vanuit gaan dat de gederfde elektriciteit ergens anders opgewekt moet worden met een rendement van 50%. Dit betekent dat je voor elke GJ 0,36 GJ aan primaire energie gebruikt. Dit geeft een rendement van rond de 300%.
106
Je hebt verder te maken met netverliezen, benodigde energie voor pompen en de inzet van hulpwarmteketels. Hiermee komt het rendement voor een stadsverwarmingsnet op basis van een STEG op ongeveer 150%. Dit levert een EMG van 0,3-0,4. In de nieuwe EMG normering mag je een afvalverbrandingsinstallatie als voor de helft CO2 neutraal meerekenen. Dit betekent dat je voor een GJ aan warmte niet 0,36% maar maar de helft aan primaire energie nodig hebt. Dit leidt tot een rendement van de centrale van ongeveer 500%. Met netverliezen, pompenergie en hulpwarmteketels kom je dan op een rendement van ongeveer 200%. - Kun je de vereiste EPC waarde van 0,4 nog behalen met een HR ketel? De primaire energievraag van een woning met een EPC van 0,4 is minimaal. Het is een zogenaamd passief huis. Om een EPC van 0,4 te bereiken moet je zorgen voor enorme isolatiepakketen en heel veel extra maatregelen nemen. Je zult standaard PV-panelen moeten installeren, een zonneboiler, WTW op douchewater, WTW ventilatie of CO2 gestuurde ventilatie. Een dergelijk huis heeft een hele lage ruimteverwarmingsvraag. De warmtevraag zal voornamelijk voor tapwater zijn. Het is dan zonde om een in wezen overgedimensioneerde installatie als een HE-ketel neer te gaan zetten. Een grote zonneboiler met een klein keteltje voor naverwarming is beter op z’n plaats. Een individuele warmtepomp zou ook kunnen, maar warmtepompen zijn niet goed in tapwaterproductie. Hoe scherper de EPC, hoe lager de warmtevraag van een huis. De invloed van een hoog stadswarmterendement op de EPC wordt steeds kleiner. Om van 0,8 naar 0,6 te komen heb je een stadswarmterendement van 150% nodig. Om van 0,53 naar 0,4 te komen heb je een stadswarmterendement van 170% nodig. De invloed van een hoog stadswarmterendement op de EPC wordt steeds kleiner. Stel je gaat een appartement ontwerpen dat moet voldoen aan de EPC norm van 0,4. Tijdens de ontwerpfase besluit je dat je dit appartement wil aansluiten op stadswarmte. Je maakt een EPC berekening en vult hier voor stadswarmte het “neutrale opwekrendement” van 100% in. Door middel van gebouw gebonden maatregelen moet je een EPC waarde van 0,53 bereiken. Je vult nu het daadwerkelijke rendement van het stadswarmtenet in. Wanneer dit lager is dan 170% kom je niet tot 0,4.
107
Interview Erik Bek, 1 februari 2011 Functies: - Bestuurslid en Vicevoorzitter Uneto-Vni Groep Klein (GK) regio Rotterdam e.o. at UNETO-VNI (UNETOVNI is de ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel) - Technische duurzaamheid adviseur at Bokhorst Installatie Groep B.V. - Directeur E&B engineering en bouwbegeleiding. Opgestart maart 2008. Doel van het interview: Het verkrijgen van inzicht in duurzame warmteleveringstechnieken, waaronder in de financiële- en milieu prestaties. Duurzame warmtelevering algemeen Wat E&B doet is dat uniek? Of zijn er veel partijen actief op een vergelijkbare manier? E&B Engineering en Bouwbegeleiding houdt zich bezig met het ontwerpen, begeleiden en realiseren van (duurzame) energie- en installatieprojecten. In 95% van de projecten gaat het om het realiseren van duurzame energie systemen (WKO, warmtepompen, zonneboilers) of het energieneutraal maken van gebouwen. Ongeveer 80% van de opdrachten vindt plaats in de randstad. Volgens Dhr. Bek is wat E&B doet heel erg uniek. Veel marktpartijen hebben de mond vol van duurzaamheid, maar er gebeurt eigenlijk maar weinig. Bij brancheorganisatie Uneto-Vni zijn 5500 bedrijven aangesloten: ongeveer 20 grote bedrijven, 500 middelgrote bedrijven en 4800 kleine bedrijven (“de installateurs om de hoek”). Ongeveer 85% van deze 5500 bedrijven houdt zich alleen bezig met de traditionele warmteleveringssystemen en dus niet met duurzaamheid. De grote bedrijven zijn alleen actief in het verduurzamen van de energievraag van industrie en ziekenhuizen. Deze bedrijven hebben vaak maar een hele kleine afdeling duurzaamheid. De middelgrote bedrijven zijn slechts betrokken in nieuwbouwprojecten. De kleine bedrijven zijn over het algemeen niet met duurzaamheid bezig. De bestaande bouw wordt dus eigenlijk helemaal niet bediend. Installatiebedrijven worden normaal gesproken pas betrokken na de aanbesteding wanneer alles al uitgedacht is. E&B zit aan tafel vanaf de ontwerpfase met de architect en de projectontwikkelaar en neemt beide partijen aan de hand mee. Wat is de motivatie voor E&B om te focussen op duurzame energiesystemen? Dhr. Bek en zijn compagnon waren eerst werkzaam bij Nuon. Zij zagen de energietransitie in de markt als kans voor duurzame energiesystemen. Ze zagen dat de kennis van deze systemen bij veel partijen heel erg beperkt is en dat de grote energiebedrijven er ook niet of niet goed op in springen. - Op welke manier kijken energiebedrijven dan naar kleinschalige duurzame systemen? De grote energiebedrijven zijn volgens Dhr. Bek te groot, te log en te duur om kleinschalige duurzame energie systemen te exploiteren. Waar de gemiddelde installateur genoegen neemt met een rendement van 3-4% willen energiebedrijven veel hogere rendementen halen. Daarvoor moeten ze het echt van grootschalige projecten hebben. Eneco heeft bijvoorbeeld 100 woningequivalenten nodig voor een project interessant wordt. Elk duurzame energiesysteem is namelijk maatwerk. Op grote schaal een concept uitrollen is alleen mogelijk bij nieuwbouw. De nieuwbouwmarkt ligt op dit moment echter op z’n gat en een concept uitrollen is onmogelijk in de bestaande bouw. Wat zijn je opdrachtgevers? En wat is hun motivatie om in deze systemen te investeren? Een belangrijke klant van E&B is Eneco. Zij zijn bezig met het ontwikkelen van een aantal duurzame energieconcepten. Eneco doet beheer, onderhoud en exploitatie van de opwekinstallaties. Een tweede belangrijke categorie klanten zijn woningcorporaties. WBC hebben zich gecommitteerd aan energiebesparings-convenanten en houden zich daarnaast ook uit imago overwegingen bezig met duurzame energiesystemen. Dhr. Bek vindt het echter een ongewenste ontwikkeling dat veel collectieve ketelhuizen vervangen worden door individuele gas-boilers. Op het gebied van verduurzaming sluit je daarmee namelijk alle mogelijkheden af. Verduurzaming van gebouwen die nu een collectief ketelhuis hebben is namelijk veel makkelijker. Die kun je bijvoorbeeld collectief aansluiten op stadsverwarming. Onder de woningbouwcorporaties is Ymere uitzonderlijk veel aan het sturen op individuele systemen. Dat komt ook erg door de installateur die erachter zit. Dat is Bonarius Verwarming en die zijn helemaal gek van HR-ketels.
108
De derde groep klanten zijn project ontwikkelaars. Zij zijn onderhevig aan de EPC normering en om die reden geïnteresseerd in duurzame energiesystemen. Dhr. Bek vindt het erg verstandig dat ik in mijn onderzoek niet kijk naar ziekenhuizen en de industrie. De industrie heeft heel ander type installaties nodig, onder andere door de vraag naar stoom. De situatie in ziekenhuizen is ook vele malen complexer dan in woon- of werkgebouwen. Je hebt in ziekenhuizen te maken met medische gassen, een vraag naar hele hoge temperaturen voor sterilisatie, speciale luchtbehandelingsystemen. Je ziet ook een splitsing in de markt. Hele andere partijen houden zich bezig met de warmtevoorziening van ziekenhuizen en de industrie dan van woningen en utiliteit. De afbakening in mijn onderzoek is dus gerechtvaardigd. Wat is de aanpak van E&B? Dhr. Bek vertelt: We inventariseren eerste de huidige situatie en kijken dan wat er mogelijk is aan maatregelen om de energieprestatie van het gebouw te verbeteren. Dit gebeurt altijd via de Trias Energetica: eerst kijken we bouwkundig wat er mogelijk is, dan pas installatietechnisch. Naar welke technieken is de meeste vraag? E&B heeft de meeste vraag naar: 1. Warmtepompen: gasabsorptie warmtepompen (daar zit momenteel een behoorlijke subsidie op), bodemgebonden WKO systemen, lucht-water warmtepompen. 2. Zonthermisch: zowel alleen voor tapwatervraag als ook voor ruimteverwarming. Nu zit er nog subsidie op deze systemen. Zonnecollectoren worden grootschalig ingezet bij zorginstellingen en verpleeghuizen. Dit zijn partijen met een grote tapwatervraag. Hier moet dan wel opslag capaciteit gerealiseerd worden. E&B krijgt geen vraag naar bio-boilers of bio-WKKs. Wat voor soort vragen hebben deze partijen? De vragen zijn meestal heel erg algemeen. Partijen willen weten wat er allemaal mogelijk is ter verduurzaming van de warmtevraag in hun specifieke situatie. Zelf weten ze dat helemaal niet. Duurzame warmtetechnieken Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen een warmtepomp en een HR-ketel? De technische complexiteit van een warmtepompsysteem is veel groter. De rekenwijze en de benadering van een warmtepompsysteem verschilt van een HR-ketel. Een HR-ketel, groot of klein, maakt geen verschil. Dit is altijd hetzelfde systeem. De omvang van een cv-ketel wordt geselecteerd op basis van de tapwatervraag. Een warmtepomp wordt geselecteerd op basis van de verwarmingsvraag. Een warmtepompsysteem moet een voorraadsysteem hebben in de vorm van een boilervat. Om die reden is het systeem veel omvangrijker dan een hr-ketel. Een warmtepomp wordt altijd aangevuld met elektrische elementen. Vaak met een 3 kW en een 6 kW element. Samen kunnen deze elementen dan 9 kW leveren. Een hr-ketel is erg flexibel en reageert heel erg makkelijk in veranderingen van de vraag. Een warmtepomp systeem kan dat in veel mindere mate. Eigenlijk moet je er vanaf blijven, maar je kan er maximaal 6x per uur aankomen. Hoe klein en hoe groot (GJ) kun je een warmtepompsysteem maken – technisch? Een warmtepompsysteem heeft geen vermogensbeperking. Je kunt ze in cascade opstellen. Wat wordt het meest toegepast: warmtepompsystemen op elektriciteit of op gas? Voor alle typen warmtepompen (alle typen bronnen) geldt dat de meeste systemen elektrisch gedreven zijn. Of zoals Dhr. Bek zegt: “De denkwijze is elektrisch”. Wat vindt u van de verschillende typen warmtepompsystemen? Dhr. Bek vindt gasabsorptiewarmtepompen heel erg kansrijk. Hier zit op dit moment ook nog een behoorlijke subsidie op. E&B heeft recentelijk voor een woningbouwcorporatie een collectieve ketel vervangen door een HRketel met een gasabsorptie warmtepomp. Een gasabsorptiewarmtepomp werkt meestal met lucht als bron. Zo’n warmtepomp kan water tot een graad of 60 °C leveren . Een gasabsorptiewarmtepomp is goed inzetbaar in flats. Een dergelijke warmtepomp kan functioneren tot een buitentemperatuur van 5 °C. De meest voorkomende buitentemperatuur in Nederland is 7 °C (3500 uur in het jaar). Vaak wordt een dergelijk system zodanig gedimensioneerd dat het het grootste gedeelte van het jaar 80% van de warmtevraag kan dekken. De overige 20% wordt ingevuld met de cv-ketel. Gedurende de wintermaanden wordt 100% van de warmtevraag opgevuld met cv-ketels.
109
WKO systemen vindt Dhr. Bek betrouwbaarder dan meerdere lussen (bodem warmtewisselaars). In het geval van bodemwarmtewisselaars is het slecht zichtbaar of een enkele lus niet functioneert. Voor een boring van een WKO systeem heb je echter erg veel ruimte nodig. Een WKO is goed inpasbaar in een nieuw te realiseren woonwijkje. Lucht/water warmtepompen vindt Dhr. Bek erg kansrijk in de bestaande bouw in binnenstedelijk gebied. Dit omdat een bron boren voor deze systemen niet nodig is. Elektrische lucht/water warmtepompen zijn alleen inzetbaar in een LTV systeem. Om die reden zijn ze alleen inpasbaar in de nieuwbouw. Echter ook vanwege bouwkundige aspecten zijn deze warmtepompen niet geschikt in de bestaande bouw. Het systeem weegt 150 kg. Dit is niet zomaar inpasbaar in een oud huis met houten vloertjes. De systemen bestaan in capaciteiten van 3 kW – 12 kW. Ze zijn daarmee eigenlijk alleen geschikt voor individuele woningen. Ze kunnen monovalent of bivalent ingezet worden. Om oppervlaktewater als bron te kunnen gebruiken heb je voldoende doorstroming nodig. Niet alle waterschappen accepteren dit. Wat is de CO2 winst in vergelijking met HR-systeem (referentie-alternatief)? Dat is heel erg situatiegebonden. De CO2 winst die je behaalt hangt namelijk af van je COP en die hangt weer af van allerlei situatiegebonden factoren. Het is echter belangrijk dat je de berekening maakt vanaf de bron. Het maakt een groot verschil of je het gas, wat je in HR-ketels verstookt, vervangt door elektriciteit uit een kolencentrale of door elektriciteit afkomstig uit windmolens. De CO2-prestatie van een elektrisch aangedreven warmtepomp wordt in Nederland beroerd gemaakt door het lage rendement van het elektriciteitsnet. Dat is namelijk maar 43%, inclusief transport van elektriciteit. Om die reden zit bij een COP van 2,3 het breekpunt tussen een HR-ketel en een warmtepomp. Bij een COP lager dan 2,3 is het, wanneer je kijkt naar je rendement en daarmee CO2 uitstoot, beter om een HR-ketel te gebruiken. De exploratie en het transport van gas is veel schoner dan het opwekken van elektra met het huidige Nederlandse productiepark. Zijn dergelijke collectieve warmtepomp systemen alleen inpasbaar in nieuwbouw of ook in bestaande bouw? Ja, eigenlijk wel. Het inpassen van een warmtepomp systeem in geval van een grootschalige renovatie is ook mogelijk, maar in dat geval heb je te maken met een heel aantal belemmeringen: In de meeste huizen in Nederland zit een hoge temperatuursverwarmingssysteem (HTV). Om tot een optimale COP te komen heeft een warmtepomp een lage temperatuursverwarmingssysteem nodig (LTV). Een warmtepomp is elektrisch aangedreven. Er moet dus voldoende netwerkcapaciteit beschikbaar zijn. De bouwkundige schil moet goed zijn en daarmee de warmteverliezen beperkt. Veel huizen gebouwd tussen 1950 en 1980 zijn ongeïsoleerd en hebben enkel glas. Dit is dramatisch voor het functioneren van een warmtepomp. Waar het vermogen van een HR-ketel opschroefbaar kan dat niet bij een warmtepomp. Warm water levering is hoge temperatuur. Dit kan een warmtepomp niet. Hoe is dit op te lossen? 1. Met elektrische boilers (Inventum). 2. Met een collectieve warm water installatie. Op dit moment wordt er in veel, wat oudere flats, gebruik gemaakt van een collectieve ketel (voor ruimteverwarming) en losse keukengeisers ( voor warm tapwater). Er zijn nog 1,4 miljoen van dergelijke geisers in gebruik in Nederland. Zowel in nieuwbouw als in bestaande bouw is elk warmtepomp project erg project specifiek. Economische eigenschappen Wat is de gemiddelde efficiency/COP van de huidige warmtepomp systemen? Zit daar veel ontwikkeling in? Op dit moment ligt de COP van zowel open bron bodemgebonden warmtepompen als lucht-water warmtepompen tussen de 4,2 en 4,6. Dit is echter in testopstellingen en zegt nog niets over de prestatie van het systeem in de daadwerkelijke opstelling. De COPs van de warmtepompen worden allemaal uitgerekend op een uitgangstemperatuur van 35 °C. W10W35 warmtepomp: een openbron systeem (de W staat voor water), met een aanvoertemperatuur van 10 graden gemiddeld, en water naar je CV van 35 graden. B0W35 warmtepomp: bodemwarmtewisselaar. B staat voor Brine. Aanvoertemperatuur is 0 °C gemiddeld. De uitgangstemperatuur is 35 °C. L7W35 warmtepomp: Lucht/water warmtepomp met een aanvoertemperatuur van 7 °C en een leveringstemperatuur van 35 °C. De meester huizen, ook de nieuwe huizen, maken echter gebruik van een hoge temperatuurs verwarmingssysteem, terwijl een warmtepomp voor een optimale COP een lage temperatuursverwarmingssysteem nodig heeft.
110
Wat zijn de investeringskosten van een warmtepomp systeem? Hier kan Dhr. Bek geen algemeen getal voor geven. De investeringskosten zijn namelijk heel erg situatiegebonden. Ten opzichte van een HR-systeem heeft een warmtepomp systeem een hogere OPEX en een lagere CAPEX. Daarnaast heb je te maken met schaalvoordelen, dus hoe groter het systeem hoe lager de kosten per GJ. Dhr. Bek krijgt in zijn werk ook vroeg in het ontwerptraject iets vragen over de kosten van de systemen, terwijl dat het dan pas heel beperkt mogelijk is om daar iets over te zeggen. Hij gebruikt dan zelf de cijfers en tabellen van Senternovem – Kompas, energiebewust wonen en werken, 2007. Dit zijn goede indicaties voor in de voorontwerpfase. De cijfers zijn ook nog actueel. Hij raadt mij aan om deze cijfers ook te gebruiken. Wat zijn de operationele kosten van een warmtepomp systeem? Hiervoor geldt hetzelfde als voor de investeringskosten. Wat is de terugverdientijd van een warmtepompsysteem? De levensduur van een warmtepompsysteem is 20-25 jaar (daarna moet je de pomp vervangen). De terugverdientijd is 10 jaar. Zon-thermisch is volgens Dhr. Bek rendabeler: weinig onderhoud, doordat je geen bewegende delen hebt. Zonneboilers Heb je daar te maken met schaalvoordelen? Wanneer je een zonneboiler systeem groter maakt moet je ook grotere buffervaten bouwen. Bij collectieve zonneboiler systemen krijg je ook praktische problemen: hoe ga je het afrekenen? Een systeem per woning is wat dat betreft aantrekkelijker. Ook omdat dat soort systemen makkelijk verkrijgbaar zijn. Zelfs bij grootschalige renovaties van flatgebouwen heeft het amper zin. Je moet enorme buffervaten bouwen. Verder dient het distributienet namelijk op een temperatuur van 60 °C gehouden te worden. Erik Bek heeft situaties doorgerekend waarin het evenveel energie koste om het distributienet op temperatuur te houden als dat wat de mensen afnamen. Zonneboiler systemen zijn wel heel erg geschikt in combinatie met WKO systemen. De zonnewarmte kan dan worden gebruikt voor de regeneratie van de warmtebron in de zomer Wat is de levensduur van een zonneboiler systeem? De technische levensduur is 15 jaar. Er zit namelijk maar een mechanisch component in en dat is de circulatie pomp. 2
Ik kom op een investering van 1000 EUR per m collectoroppervlak. Klopt dat? Ja, dat is een reëel getal. Dit is dan inclusief montage. Wat zijn de warmteverliezen in de leidingen bij een collectief tapwater systeem? Over het algemeen zijn de warmteverliezen ten opzichte van de afname groot. Echter, de exacte omvang van de warmteverliezen is er afhankelijk van de mate van isolatie van het recirculatienet. Dit moet continu op 60 °C gehouden worden ter voorkoming van legionella. Een isolatielaag van 50 mm is optimaal. En verder is de omvang van de warmteverliezen, in relatie tot je afname, afhankelijk van je afname. Als de afname groter is zijn de energieverliezen lager. Een appartement dat wordt bewoond door 2 oudere mensen heeft een heel ander warm water gebruik dan een appartement waar een gezin woont met jonge kinderen. Tenslotte is de omvang van je recirculatienet van invloed. Is dat 50 m of 150 m lang? In het gunstige geval zijn de warmteverliezen 20% van de warmtevraag. In een ongunstige situatie zijn de warmteverliezen 50% van de totale warmtevraag. Gas absorptie warmtepomp: Gas absorptie warmtepompen zijn goed toepasbaar in collectieve installaties. Op het natuurlijke vervangingsmoment (het huidige ketelhuis is aan vervanging toe) wordt er dan een nieuwe collectieve ketel ingepast, aangevuld met een gasabsorptie warmtepomp. De collectieve installatie behoudt hetzelfde vermogen. De gasabsorptie warmtepomp heeft 30% van het totale vermogen. In totaal wordt er dus 130% aan vermogen opgesteld. In deze opstelling kun je met een gasabsorptie warmtepomp over het jaar heen gemiddeld in 80% van de warmtevraag voorzien. Er zijn best veel WBCs die op dit moment inzetten op gasabsorptiewarmtepompen wanneer de huidige ketelhuizen zijn afgeschreven. Is dit een ammoniak water pomp?
111
Ja. Deze pompen kunnen werken tot -20 °C maar bij e en buitentemperatuur onder de 5 °C wordt het rendem ent van deze systemen zo slecht dat verwarming op gas beter is. Wanneer de temperatuur onder de 5 °C komt kun je het systeem beter uitschakelen. Om deze reden heb je toch het volledige ketel vermogen nodig. Werken deze warmtepompen meestal met lucht als bron? Ja, eigenlijk alle gasabsorptie warmtepompen die nu in Nederland worden toegepast gebruiken buitenlucht als warmtebron. Dit is namelijk het makkelijkste toepasbaar in de bestaande bouw. De gasaansluiting is daar aanwezig en lucht is aanwezig. Op welke capaciteit zijn deze systemen inzetbaar? De machines zijn te groot voor een individuele woning. Ze beginnen bij 35 kW (Techneco en Remeha bieden dit systeem aan). Wanneer meer capaciteit vereist is worden er meerdere van deze systemen in cascade opgesteld. Ze zijn dus erg geschikt in collectieve grootschalige toepassingen. Zijn de systemen inpasbaar in HTV systemen? Ja, gasabsorptie warmtepompen werken met een goed rendement tot en met ongeveer 65 °C aanvoertemperatuur. De systemen dienen echter weerafhankelijk geregeld te worden. Hiervoor zit er software in het systeem. Bij – 10 °C buitentemperatuur zorg je d at de aanvoertemperatuur 80 °C is. Bij 10 °C buitentemperatuur heb je dat helemaal niet nodig en is een aanvoer van 65 °C voldoende. De gasbesparin g ligt door het jaar heen gemiddeld tussen de 18 en 30%. Hoe hoger de buitentemperatuur, hoe beter het rendement van het systeem. Een gasabsorptie warmtepomp heeft een retourtemperatuur nodig van 40 °C. Bij een te hog e retourtemperatuur doet de compressor het niet meer. Het leidingnetwerk hoeft niet vervangen te worden wanneer een gas absorptie warmtepomp wordt ingepast in een bestaand appartementencomplex. De delta T blijft namelijk gelijk, namelijk 20 C. De leidingdiameter blijft dus hetzelfde. Het is echter wel van belang dat binnenshuis de installatie wordt ingeregeld per woning. Je moet de volumestroom per woning onder controle hebben om een juiste retourtemperatuur te verkrijgen. Wanneer de retourtemperatuur te hoog is werkt de warmtepomp niet meer (P=ρ*c*qv*dT). Wat is het rendement van gas absorptie warmtepompen? De effectiviteit van de verschillende soorten warmtepompen wordt in verschillende eenheden uitgedrukt. De prestatie van een elektrische warmtepompen wordt veelal uitgedrukt in COP (Coëfficiënt Of Performance). De COP wordt berekend, door de hoeveelheid nuttige energie te delen door de toegevoerde hoeveelheid elektrische energie. Als er 1 eenheid elektrische energie moet worden toegevoerd om 4 eenheden thermische energie naar het gewenste temperatuurniveau te transporteren, dan spreekt men van een COP van 4. Het rendement van de elektriciteitscentrale is hierbij niet meegerekend. Als we het gemiddelde rendement van de Nederlandse centrales van 45 % aanhouden, dan zijn er dus 2,23 eenheden primaire energie nodig voor 1 eenheid elektrische energie. Er zijn dan dus 2,23 eenheden primaire energie (gas, kolen) nodig om 4 eenheden bruikbare thermische energie te leveren. Als men de hoeveelheid nuttige energie deelt door de hoeveelheid primaire energie dan heeft men de PER (Primary Energy Ratio) bepaald. In ons voorbeeld wordt de PER 1,8. De PER is een betere 'maat' om de verschillende warmtepompen met elkaar te vergelijken. De GUE (Gas Utility Efficiency) is een andere aanduiding voor de PER en wordt gebruikt als gas de primaire energiebron is. Bij de Robur gasabsorptiewarmtepompen hebben we omgerekend bij een gemiddelde aanvoer temperatuur van 45 graden een COP van rond de 4,5 . Gaat de temperatuur omhoog dan wordt deze lager. De PER bij een gemiddelde watertemperatuur van 50 graden is ongeveer 1,48 Wat is de levensduur van een gas absorptiewarmtepomp? De levensduur van een gas absorptiewarmtepomp is 15 jaar. Hoeveel bedragen de investeringskosten van een gasabsorptiewarmtepomp? De investeringskosten van een gasabsorptiewarmtepomp bedragen ongeveer 750 EUR/kW. Ik hoor en lees verschillende invoer- en retourtemperaturen voor HTV, MTV, LTV. Wat hanteer jij? HTV in de nieuwbouw is 80 °C invoer en 60 °C retour. Dit is gereguleerd via de ISO51 norm, sinds 2001. In bestaande bouw heb je veel HTV systemen met 90 °C in voer en 70 °C retour. MTV systemen hebben een temperatuursverloop van 70 °C invoer en 40 °C retour. Dit temperatuur regime wo rdt toegepast in nieuwere stadswarmte projecten. Deze systemen worden nauwelijks toegepast op andere plekken in de woningbouw. Stadswarmteproducenten willen namelijk een zo laag mogelijke retourtemperatuur omdat dat het
112
elektrisch rendement van de WKC vergroot. Volgens de norm is een verwarmingssysteem een LTV systeem wanneer de invoertemperatuur maximaal 55 °C is. In dit geval krijgt een projectontwikkelaar extra EPC punten. Echt duurzaam ben je pas wanneer het verwarmingssysteem een invoertemperatuur heeft van 35 °C en een retour van 25 °C. In een dergelijk systeem is een w armtepomp toe te passen. Dit wordt niet vaak toegepast op dit moment. Er moet dan namelijk veel warmte uitwisselend oppervlak gerealiseerd worden (en vloer- en wandverwarming) en dat vergt een extra investering tijdens de bouw.
Vervolg-interview Erik Bek, 4 april 2011 Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de markt voor installatiebedrijven Installatiebranche - Waar richten de verschillende installatiebedrijven zich op? De grote bedrijven richten zich op industriële partijen en ziekenhuizen. De middelgrote bedrijven (met ongeveer 100-150 werknemers) richten zich op grote nieuwbouwprojecten of grootschalige vervangingsprojecten. Kleinschalige nieuwbouw (tot 50 woningen) wordt ook gedaan door kleine installatiebedrijven die gespecialiseerd zijn in nieuwbouwprojecten. De kleine installatiebedrijven richten zich op de consumentenmarkt en kleine zakelijke klanten. - In nieuwbouwprojecten, worden installatiebedrijven dan ingehuurd door de projectontwikkelaar of door de aannemer? Door de aannemer. De aannemer wordt ingehuurd door de project ontwikkelaar. De aannemer heeft een beperkt budget, die heeft het project op inschrijving van de markt gehaald. De aannemer neemt vervolgens weer allerlei onderaannemers in dienst. Van installatiebedrijven tot loodgieters tot elektriciens. De installateur realiseert het warmtesysteem vanaf de meter. De meter is van het energiebedrijf. De gasdistributieleiding regelt het energiebedrijf. Vaak worden daar gerelateerde infrabedrijven voor de arm genomen zoals Visser & Smit. - Worden er in nieuwbouwprojecten altijd meerdere installatiebedrijven aangeschreven en om een prijsopgave gevraagd of hebben projectontwikkelaars installatiebedrijven waar ze altijd mee samenwerken? Een aannemer stuurt meerdere installatiebedrijven het bestek op en daar mogen ze dan een prijsopgaaf op maken. De installatiemarkt is echt een prijsvechtersmarkt. Er wordt puur geconcurreerd op prijs. - Wat voor type installatiebedrijven worden benaderd voor nieuwbouwprojecten? De middelgrote installatiebedrijven concurreren met elkaar om nieuwbouwprojecten. - Welke installatiebedrijven doen renovatieprojecten? De middelgrote installatiebedrijven, maar ook de kleinere regionale bedrijven. Voor grootschalige ketelvervangingsprojecten worden eigenlijk alleen de middelgrote bedrijven benaderd (WBC, Feenstra) omdat deze - Zijn de installatiebedrijven gelieerd aan de energiebedrijven Nuon, Essent en Eneco onderscheidend van andere installatiebedrijven? Volgens Dhr. Bek doen deze bedrijven precies hetzelfde als iedere andere gemiddelde installateur en is er weinig onderscheidends aan. - Groeit de markt voor installateurs? En voor HR-ketels? Nog steeds meest gekozen optie ook voor nieuwbouw toch? In 2010 zijn er 425.000 cv ketels verkocht op de Nederlandse markt, waarvan ongeveer 30.000 in de nieuwbouw. De overige 390.000 toestellen zijn vervangingsvraag. Ter vergelijking: in 2010 zijn er 7000 warmtepompen verkocht. Dit is allemaal aan de nieuwbouwmarkt. De laatste 5-6 jaar is worden er jaarlijks rond de 400.000 ketels verkocht. - Bieden alle installateurs ongeveer dezelfde typen HR-ketels aan? Ja. Er zijn vijf grote ketelfabrikanten. Remeha is de grootste met een verkoop van 130.000 ketels in 2010. Dan komt Intergas (110.000 ketels in 2010). Daarna Nefit, AWB-Valiant en Agpo. Deze fabrikanten leveren volledig gelijkwaardige producten.
113
- Hebben grotere installatiebedrijven betere contracten met ketel-fabrikanten? Ja, de grote installatiebedrijven hebben een inkoopvoordeel. Dit kan echt 100-150 EUR per toestel schelen. - Is het moeilijk om als nieuw installatiebedrijf de markt te betreden? In nieuwbouwprojecten is dat lastig. Als kleine partij kun je namelijk nooit de inkoopvoordelen bij de ketelfabrikanten realiseren die de middelgrote partijen wel kunnen realiseren. Het is niet moeilijk om de particuliere installatiewereld te betreden. Als je een busje koopt en wat gereedschap kun je volgens Dhr. Bek morgen beginnen. Wanneer je als nieuwe toetreder zorgt voor wat onderscheidend vermogen is het al helemaal niet lastig. Een goede manier om je als installateur te onderscheiden is door duurzame warmtesystemen aan te bieden. Hiermee ben je op dit moment nog behoorlijk uniek in de markt. De branche is namelijk heel erg traditioneel. In 2010 was het gas- en elektriciteitsverbruik uitzonderlijk hoog. Dit draagt bij aan de bewustwording bij de consument dat er met duurzame installaties nog veel te besparen is. - Moeten installatiebedrijven een keurmerk hebben om te mogen opereren? Nee. Er zijn geen wettelijke vereisten. Vroeger controleerden de energiebedrijven of het systeem goed was geïnstalleerd. Nu moeten installatiebedrijven zelf zorgdragen voor hun kwaliteit. Er bestaan wel certificaten, zoals het KOMO keurmerk. Sommige aannemers stellen eisen aan installateurs. Ze moeten in het bezit zijn van bepaalde certificaten om als onderaannemer in aanmerking te komen. - Is er veel verschil tussen het aanbod/de diensten van installatiebedrijven ten aanzien van HR-ketels? Nee, er is geen verschil tussen installatiebedrijven. Hierdoor is de installatiebranche een hele erge geldgedreven markt. - Hebben installatiebedrijven te maken met kosten wanneer ze eerst ketels aanbieden van de ene fabrikant en dan van de andere? Nee. Je hebt wel te maken met “bolwerken” van bepaalde ketelfabrikanten. De woningbouwcorporaties in Amsterdam vormen bijvoorbeeld een Intergas bolwerk. Rehema wil hier graag tussenkomen. Het kan dus zo zijn dat een installateur in zo’n geval gunstige prijsafspraken kan bedingen bij de fabrikant. - Hebben de ketelfabrikanten ook eigen installatieafdelingen? Nee. Daar gaan die bedrijven echt hun vingers niet aan branden. Daar zijn de marges veel te klein voor. - Bestaat er een verschil in naamsbekendheid tussen installateurs? De meeste middelgrote installatiebedrijven, zoals Feenstra, Wolter en Dros en Unica, zijn landelijk bekend. - De middelgrote installatiebedrijven concurreren om de grote nieuwbouwprojecten. Gaat het op dit moment om veel of weinig opdrachten per jaar? Op dit moment gaat het om heel erg weinig opdrachten per jaar. Het aantal nieuwbouwprojecten per jaar is op dit moment historisch laag. Installatiebedrijven vechten elkaar dus de tent uit. Je komt op dit moment situaties tegen waarbij meer dan 10 installatiebedrijven aan dezelfde opdracht gaan zitten rekenen. Dat geeft de krapte op de markt aan. - Zijn er aannemers die eigen installatiebedrijven hebben? Dat is heel erg zeldzaam. - Zijn er installatiebedrijven die ook betrokken zijn in de exploitatie van bijvoorbeeld WKO systemen? Ja, dat zijn er niet veel, maar een paar bedrijven doen dit. Voorbeelden: Comfort Partners (Wolter en Dros groep), ES techniek, Etech. En natuurlijk Essent, Eneco en Nuon.
114
Interview Ester Boogaard, 18 november 2010 Functie: Product Manager Nuon Warmte Doel van het interview: Verkrijgen van inzicht in de een concreet nieuwbouwproject Ester Boogaard is Product Manager bij Nuon Warmte en in die hoedanigheid verantwoordelijk voor het ontwikkelen van nieuwe producten. Een uitbreiding van het productportfolio vindt plaats naar aanleiding van wensen van klanten. Ester Boogaard is op dit moment betrokken bij het project Amsterdam Houthaven. Op de locatie van de voormalige houthavens van Amsterdam is een nieuwe woonwijk in ontwikkeling. De gemeente heeft vergaande klimaatdoelstellingen in dit project. Amsterdam Houthavens Wat is precies de wens van de klant? De gemeente Amsterdam wil met het Houthaven project een klimaatneutrale wijk bouwen. Er moeten 1800 woningen gerealiseerd worden voor 2015. Tien jaar geleden zijn de eerste plannen voor deze woonwijk gemaakt en Nuon Warmte is vanaf dit moment gesprekspartner geweest. De gemeente had 2 vragen aan Nuon Warmte: Kunnen jullie ons duurzame warmte leveren in combinatie met duurzame koude? Zonder duurzame koude, geen warmte. Kunnen jullie een duurzame/klimaatneutrale propositie formuleren voor het Houthaven project? De laatste vraag wordt tegenwoordig door meer organisaties gesteld. Stadion de ArenA heeft dezelfde vraag en ook woningcorporaties zijn benieuwd wat Nuon Warmte allemaal kan op dit gebied. De ArenA is zowel via Nuon Warmte als via Sales Nederland binnen gekomen. Het project is uiteindelijk bij Warmte terecht gekomen. Ten eerste omdat Warmte de grootste investering moest doen en vanwege de lange termijn relatie die Warmte aangaat met haar klanten in tegenstelling tot Sales. Warmte exploiteert namelijk ook het stadswarmtenet en gaat dus een overeenkomst aan voor de levensduur van de aansluiting (het net is in bezit van Nuon Warmte en zal geen eigendom worden van de klant). Wat is de motivatie daarvoor? De motivatie van de gemeente voor “Houthaven klimaatneutraal” is meerledig. Ten eerste draagt het bij aan het behalen van doelstellingen van het gemeentelijke klimaatbeleid. Amsterdam wil in 2015 alle nieuwbouw klimaatneutraal bouwen en in de periode 2010-2015 40%. Ten tweede spelen imago/uitstraling motieven een rol. Bij andere projecten, zoals bijvoorbeeld de ArenA, speelt het klimaatbeleid van de rijks- of regionale overheid een rol. Er zijn deze organisaties dan klimaatdoelstellingen opgelegd vanuit de overheid. Voor overheidsinstellingen geldt dit ook. Zij hebben een convenant gesloten dat ze niet in een gebouw gehuisvest mogen zijn met een EPC hoger dan 1. Dit is meteen een incentive voor verhuurbedrijven van utiliteitsgebouwen om te zorgen dat aan deze EPC waarde wordt voldaan. Wat is de organisatiestructuur van het project? Gemeente Amsterdam heeft voor de ontwikkeling van het Houthaven gebied projectbureau Houthaven opgericht. Er is door het projectbureau een energievisie Houthavens geformuleerd in samenwerking met een energieadviseur, Kees Groot. In deze energievisie staan naast de klimaatdoelstelling (klimaatneutraal) een aantal manieren/technieken gedefinieerd om invulling te geven aan deze doelstelling. De voorkeuren van de energieadviseur spelen hierbij een significante rol. Dhr. Groot is bijvoorbeeld een grote voorstander van zonnePV. Deze techniek vormt dan ook een belangrijk onderdeel van het klimaatplan. De keuze van de toe te passen technieken is ook afhankelijk van het gekozen meetinstrument. De EPC (Energie Prestatie Coëfficiënt) levert andere resultaten dan de EPL (Energie Prestatie op Locatie). In het geval van de EPL wordt lokaal, bijvoorbeeld op buurtniveau, naar de energieprestatie gekeken. Duurzame energie moet binnen de buurt worden opgewekt om mee te mogen tellen in de EPL. De EPL en EPC zouden samen per 2011 worden vervangen door een EMG. Dit is uitgesteld, maar wanneer het zover is zal er weer op een andere manier worden gerekend. Welke partijen zijn nog meer betrokken? Projectontwikkelaars: Zijn grotere voorstanders van WKO systemen dan van stadswarmte, omdat er op WKO voor hun meer te verdienen is en ze meer controle kunnen uitoefenen over het concept. Veel problemen met
115
WKO’s ontstaan in de exploitatiefase en op dit moment is de projectontwikkelaar niet meer betrokken. WKO systemen kunnen namelijk heel erg onvoordelig uitvallen wanneer ze niet goed zijn ingeregeld door de installateur. Woningbouwcorporaties: stadswarmte is voordelig voor woningbouwcorporaties, want een stadswarmte aansluiting kan leiden tot een beter energielabel. Als gevolg hiervan mag de corporatie de huur van de woning verhogen. Huurders zijn daar over het algemeen niet blij mee. Ester vult aan: “Helaas is Stadswarmte nog niet goed gewaardeerd, het hangt sterk af van de duurzaamheid van de bron. Het Afval Energie Bedrijf (AEB) zou een betere EPC moeten afgeven dan onze Diemen centrale. We zijn ermee bezig om de waardering gelijk te trekken. Hierdoor zou een labelsprong van 2 kunnen ontstaan (bijv van C naar A)”. Aannemers Op dit moment, in het ontwikkeltraject, is er in het Houthaven project geen direct contact met huiseigenaren. In Amsterdam Noord, waar Nuon Warmte bezig is met een concessie gebied voor bestaande bouw, zitten wel bewoners aan tafel. - Biedt Nuon ook WKO systemen aan? Nuon Benelux heeft besloten om geen WKO systemen meer te verkopen door negatieve ervaringen uit het verleden. De termen WKO en warmtepompen worden hier door elkaar gebruikt. Nuon Warmte is op dit moment een sanity check aan het doen om te kijken of in de toekomst niet toch deze systemen aangeboden kunnen worden. EBATECH verkoopt wel WKO’s, maar op een andere manier dan Nuon Warmte dit in het verleden deed. Feenstra biedt ook warmtepompen aan.
116
Interview Marco Bosman 20 januari 2011 Functie: Regulatory Manager, Regulatory Affairs Nederland Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de status van de Green Deal, de SDE+ regeling en energie in het regeerakkoord Functie Marco werkt op de Regulatory Affairs afdeling van Nuon en houdt zich bezig met wet- en regelgeving op het gebied van duurzame elektriciteitsopwek, met name wind en biomassa. Daarnaast behoort stakeholder management tot zijn takenpakket. - Kun je wat vertellen over de huidige status van de Green Deal? Het concept Green Deal is aangekondigd in het regeerakkoord van VVD en CDA. Tijdens de onderhandelingen richting een regeerakkoord is er tussen VVD en CDA de discussie gevoerd “hoe groen willen we zijn?”. Het concept Green Deal is afkomstig uit de UK. In de UK omvat de Green Deal een omvangrijk pakket aan maatregelen om op structurele wijze te werken aan het vergroenen van de economie. Naar verluidt wilde Rutte ook een dergelijke structurele aanpak. Verhagen was als verantwoordelijk energie minister een stuk terughoudender. Er is nog veel onduidelijkheid over de uitwerking van de Green Deal. Het lijkt erop dat het een koploperregeling gaat worden, in plaats van een structureel plan. Er is aan de energiesector gevraagd naar projecten die nu op de plank liggen maar die niet tot uitvoering worden gebracht omdat er knelpunten zijn die de uitvoering van het project in de weg staan Onder de noemer Green Deal wil de overheid helpen om deze projecten tot uitvoering te brengen, echter niet via het verstrekken van subsidies en ook niet via de aanpassing van wet- en regelgeving. Wat de overheid concreet wel gaat doen is nog onduidelijk. - In het regeerakkoord staat dat de Green Deal zal zorgen voor een continuering van het nationale beleid gericht op energiebesparing. Is dat zo? Die kant lijkt het nu niet op te gaan. Het kan wel zijn de energiebesparing onderdeel wordt van de Green Deal. - Ik begreep dat de Warmtevisie, waar het ministerie van EZ mee bezig was, geïntegreerd gaat worden in de Green Deal? De overheid was eind 2010 bezig met een interdepartementale Warmtevisie. Deze Warmtevisie zou een vervolg zijn op het stimuleringsprogramma “Warmte op Stoom” en een gedeelde filosofie bevatten over de bijdrage van warmte aan het behalen van de nationale duurzame energie doelstellingen. De Warmtevisie was zo goed als af. Er is gezegd dat de Warmtevisie verwerkt gaat worden in de Green Deal. Wat precies de koppeling gaat zijn is nog onduidelijk. - Kun je wat vertellen over de duurzame energie doelstelling van het kabinet-Rutte? De huidige regering heeft een op een de Europese energiedoelstellingen overgenomen. Met haar Renewable Energy Directive schrijft Europa een CO2 emissie reductie voor van 20% in 2020 ten opzichte van 1990. Daarnaast moet over heel Europa gezien in 2020 het aandeel duurzaam in het totale energiegebruik 20% zijn. Er is gekeken naar het potentieel dat in ieder land aanwezig is. Volgens deze schatting moet Nederland een aandeel van 14% duurzame energie (-eindverbruik) gerealiseerd hebben in 2020. Vanuit Europa bestaan er geen bindende doelstellingen ten aanzien van energiebesparing. De huidige regering zegt ook niets over besparing. Alle subsidies gericht op energiebesparing verdwijnen – bijvoorbeeld de subsidie op isolatie. - Wat is de status van het beleidsprogramma Schoon en Zuinig? Schoon en Zuinig was het energieverduurzamingsprogramma van het vorige kabinet. Dit bestaat niet meer. De doelstellingen uit het programma zijn volledig losgelaten. - Wat betekent dit voor de convenanten die naar aanleiding van Schoon en Zuinig gesloten zijn tussen overheden en tussen overheden en marktpartijen? Het feit dat Schoon en Zuinig is losgelaten zegt niet per definitie dat de convenanten niet meer worden ingevuld. In principe zullen bestaande convenanten worden uitgevoerd door het kabinet. - Kun je wat vertellen over de SDE+ regeling? Het doel van het kabinet achter de SDE+ regeling is om zo veel mogelijk duurzame elektriciteit ‘in te kopen’ met de beschikbare hoeveelheid geld. De SDE+ wordt om die reden gefaseerd opengesteld: eerst is geld beschikbaar voor de goedkoopste technologieën, daarna pas voor de duurdere. Op dit moment maakt Duurzame Warmte nog
117
geen onderdeel uit van de SDE+. Echter, na 2011 zal hier verandering in komen. De verwachting is namelijk dat op termijn warmte wellicht goedkoper te verduurzamen is dan elektriciteit. Om duurzame warmte ook te kunnen subsidiëren is echter een aanpassing van de AMvB nodig. In deze AMvB staan de contouren van de regeling beschreven. Er wordt onderscheid gemaakt tussen duurzame elektriciteit, groen gas en warmte-krachtkoppeling Warmte is nog geen categorie. Daar zal in de loop van dit jaar verandering in komen. De detaillering van de SDE+ staat in een ministeriële regeling.
118
Interview Thijs Brandenburg, 3 februari 2011 Functie: Asset valuation analyst, Nuon Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in inzetbaarheid, werkingsprincipe, kosten van biomassa boilers Inzetbaarheid Een biomassaketel zet je in als base load capaciteit, op ongeveer 35% van je totale vermogen. Dan is een biomassaketel aantrekkelijk vanaf 1 MW, in verband met schaalvoordelen, en inzetbaar tot ongeveer 100 MW. Een biomassa boiler is dus inzetbaar op de schaal van een woonwijk tot groter. Kleine biomassa ketels kun je wel overal neerzetten. Je zult echter wel een afstand van minimaal 500 m tot de bebouwde omgeving moeten houden. Kosten De kosten van een biomassa ketel zitten voornamelijk in de boiler en het boiler huis. De efficiëntie biomassaketel is 90%. Op de site van Argos kun je vinden hoe duur houtchips zijn. Deze informatie is echter niet publiekelijk toegankelijk. Een prijs van 70 EUR/ton is realistisch voor internationale chips (incl.transport) en een prijs van 50 EUR/ton als je de chips lokaal betrekt van bijvoorbeeld Staatsbosbeheer. De calorische waarde van houtchips is 10 GJ/ton. De investeringskosten van een gasketel bedragen EUR 150 EUR/kW. De efficiëntie van een gasketel is 90%. 1 GJ biomassa = 0,105 ton CO2 emissie 1 GJ aardgas = 0,0568 ton CO2 emissie
119
Interview Raymond van Bulderen, 26 november 2010 Functie: Business Manager Warmtepompen Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de totstandkoming van warmtepompprojecten, de toepasbaarheid van warmtepompen, de markt voor WKO systemen - Kunt u wat vertellen over uw functie? Raymond van Bulderen is business manager warmtepompen. Hij is daarmee budgetverantwoordelijke voor alle 30 warmtepompprojecten die op dit moment door Nuon worden beheerd en geëxploiteerd. Tien projecten zijn op dit moment nog in ontwikkeling. Alle 30 projecten zijn zelf geacquireerd. Binnen Nuon zijn ook EBATECH en Feenstra betrokken. EBATECH is actief in advies en ontwerp. Feenstra is betrokken bij installatie. - Ik heb gemerkt dat binnen Nuon de termen WKO en warmtepomp door elkaar worden gebruikt. Klopt dat? Dat klopt, terwijl Nuon op het gebied van warmtepompen meer doet dan alleen WKO systemen. - Wat voor type warmtepompen heeft Nuon in haar portfolio? Nuon heeft alleen bodem-warmtepompen in haar portfolio. Dit zijn zowel open systemen (WKO systemen) als gesloten systemen (bodemwarmtewisselaars). Op dit moment heeft Nuon 6 verschillende typen systemen in beheer: van collectieve systemen met een afleverset per woning tot woningen met een individuele bodemwarmtewisselaar en allerlei variëteiten daar tussenin. - Welk gedeelte van de supply chain van een warmtepomp project heeft Nuon in haar takenpakket? Nuon doet het hele traject van Design, Build, Own, Operate tot en met Maintain. De start van een project volgt uit een overeenkomst tussen Nuon Warmte en meestal een gemeente of projectontwikkelaar. EBATECH neemt vervolgens het ontwerp voor haar rekening. Feenstra doet de installatie. Sinds 3 jaar is Feenstra de vaste installateur. Nuon Warmte financiering, exploitatie en onderhoud. Het project komt vervolgens organisatorisch bij Nuon Warmte te liggen. Er wordt een contract gesloten met een gemeente wanneer de gemeente een WKO installatie verplicht in een nieuwbouwproject. Nuon sluit een contract met een projectontwikkelaar wanneer de gemeente milieudoelstellingen hanteert, maar geen daadwerkelijke verplichting. Een projectontwikkelaar gaat dan de markt op om partijen te zoeken die de warmte- en koude voorziening van een project voor hun rekening kunnen nemen. Techniek - Wat is de technologische status van warmtepompen? Volgens Raymond van Bulderen zijn warmtepompen proven technology, maar daar zijn de meningen over verdeeld. - Waar worden warmtepompen op dit moment, in Nederland, voornamelijk ingezet? Het meeste in kantoren (utiliteit), winkelcentra en veel in ziekenhuizen. Daarnaast is de woningbouw een opkomende markt. - Zijn warmtepompen gemakkelijk in te passen in de bestaande bouw? Nee, dat is vrij lastig. Daarom worden warmtepompsystemen alleen toegepast bij nieuwbouw of in geval van grootschalige renovaties. Dat zie je nu bij ziekenhuizen. Veel ziekenhuizen in Nederland zijn op dit moment ongeveer 25 jaar oud en daarmee toe aan en financieel in staat tot renovatie. WKO systemen kunnen voldoen aan de betrouwbaarheidseis van ziekenhuizen. In ziekenhuizen is ruimtekoeling belangrijker dan verwarming. Boven een temperatuur van 24 ˚C mogen operaties niet uitgevoerd worden. - Waar liggen kansen voor WKO systemen? In de woningbouw. Dat is op dit moment al een opkomende markt. Er is echter weinig nieuwbouw op dit moment. Wat er aan nieuwbouw wordt ontwikkeld zijn kleine woonwijkjes. Hele VINEX wijken komen op dit moment niet van de grond. Hierdoor zijn er meer kansen voor WKO systemen dan voor stadswarmtenetten. WKO systemen kunnen al worden toegepast vanaf 50 woningen, terwijl je voor een stadswarmtenet meer dan 2000 woningen moet hebben. Nog vaker worden groepjes van 10 woningen gebouwd en daar is een ketel het best passende alternatief. Eigenlijk is de crisis dus een bedreiging voor alles wat duurzaam is. Het feit dat veel projectontwikkelaars fan zijn van WKO systemen levert ook een kans op.
120
WKO wordt in de glastuinbouw nog nauwelijks toegepast. Nuon doet 1 WKO project in de glastuinbouw. Echter Dhr. Van Bulderen ziet hier geen kansen, maar raadt toepassing eerder af. De theorie is namelijk dat je door een kans te koelen meer CO2 in de kas kan toevoeren, waardoor je teeltopbrengst 30% omhoog gaat. De hoge investering die WKO vereist zou terug verdiend moeten worden door deze toename van de teeltopbrengst. Deze toename valt echter tegen, waardoor de investering niet uit kan. - Wat ziet u als belangrijkste nadelen van een warmtepomp ten opzichte van andere warmteleveringssytemen? - Hoge investeringskosten (hoger dan een gasketel) - Een WKO systeem vereist een lage temperatuur verwarmingssysteem (vloerverwarming). Dit zorgt ook voor hogere investeringskosten ten aanzien van het verwarmingssysteem. - De gebruiker moet gewend raken aan het systeem. Vloerverwarming heeft een langere opwarmingstijd. Vooral oude mensen vinden dit vervelend. - Het is gevoelig voor storingen: wanneer het systeem uitvalt duurt het lang voordat je huis weer op temperatuur is. - Beheer is tijdsintensief: als je een WKO systeem niet goed beheerd dan haal je het juiste energetisch rendement niet en wordt de investering niet terugverdiend. Als je het beheer goed wilt doen moet je er veel tijd aan besteden. Economische aspecten - Wat is de efficiency? De COP van een warmtepomp is 3-3,5. Nuon werkt verder met het totaalrendement over het systeem, de Primary Efficiency Ratio. Deze ligt op 2,2 ofwel 220%. Dit is lager dan de COP, want je neemt ook de back-up ketel mee die onderdeel is van het concept. Deze back-up ketel is bedoeld voor back-up en om in piekvraag te kunnen voorzien. Dit kunnen ketels zijn op elektra maar ook op gas. Het wordt getracht deze ketel zo min mogelijk in te zetten. - Wat is de levensduur? Er wordt van 30 jaar uitgegaan. Met een grote herinvestering na 15 jaar (warmtepomp moet vervangen worden). Na 30 jaar is een nieuwe bron waarschijnlijk noodzakelijk, maar dat is onzeker, want hier is nog weinig ervaring mee. Deze onzekerheid vormt een bron van risico. Markt - Hoe ziet de Nederlandse markt voor warmtepompen eruit? Design: Er zijn heel veel partijen actief in design. Dit is een bijna risicoloze activiteit (“uurtje factuurtje”). Built: Ook veel partijen maar al wel een stuk minder. Dit kunnen grotere (utiliteit) installateurs zijn die een specifieke divisie energietechniek hebben en ook warmtepompoplossingen bieden (GTI, Wolter en Dros). Dan zijn er de lager gekwalificeerde “woning installateurs” die WKO systemen er tegenwoordig bij doen (Feenstra valt hier ook onder). Tenslotte zijn er een aantal gespecialiseerde installateurs (bijv. Roodenburg). Deze laatste groep zijn wat Raymond betreft het beste om zaken mee te doen. Nuon is een van de weinige partijen die het hele traject van een warmtepompsysteem aanbiedt, van design tot maintenance. Essent en Eneco doen qua waardeketen hetzelfde maar hebben geen eigen installateur. Eneco heeft meer verscheidenheid in de concepten die ze aanbieden. Nuon biedt maar een systeem aan vanuit risico-oogpunt omdat goed beheer zo belangrijk is. Eneco denkt blijkbaar dat ze alle systemen goed kunnen beheersen. Essent is net als Nuon wat voorzichtiger. - Is Nuon in de markt bekend als aanbieder van warmtepomp systemen? Ja, ondanks dat Nuon er niet mee adverteert, omdat er een stop gezet is op de verkoop van WKO systemen, door negatieve ervaringen uit het verleden. Er zijn teveel projecten tegelijkertijd aangenomen en de capaciteit was onvoldoende om al deze projecten goed op te zetten en te beheren. Nuon wordt nog steeds vaak benaderd en is nog steeds bekend en gewild, met name omdat Nuon een van de weinige bedrijven is die het hele traject van ontwerp tot en met exploitatie op zich neemt. Komende zomer zal Nuon weer actief WKO systemen gaan verkopen, maar niet in grote hoeveelheden tegelijk. - Hoe ontwikkelt de vraag naar warmtepompsystemen zich?
121
De vraag naar WKO systemen stijgt vanuit projectontwikkelaars als gevolg van aanscherping van de EPC waarde van woningen in het bouwbesluit. WKO systemen zijn voor projectontwikkelaars een goedkope manier om EPCpunten te verkrijgen. WKO systemen hebben hoge investeringskosten ten opzichte van stadswarmte en HR ketels. Deze investering moet terugverdiend worden in de loop der tijd. Daarom gaan WKO systemen altijd gepaard met lange termijn contracten. Als een WKO systeem goed wordt beheerd zijn de elektriciteitskosten tijdens exploitatie lager dan de gaskosten in geval van een ketel. - Kun je dat verschil tussen projectontwikkelaars en gemeenten wat je eerder noemde toelichten? Projectontwikkelaars zijn gebonden aan de Energie Prestatie Wetgeving en proberen tegen minimale kosten de EPG normen te halen. Ze hebben daarom belang bij zo veel mogelijk inzet van ketels en een zo klein mogelijk WKO systeem. Projectontwikkelaars vergelijken de investeringskosten van een WKO systeem met de investeringskosten van andere opties waar EPC punten mee te behalen zijn. Een projectontwikkelaar moet bijvoorbeeld 3500€ meer investeren per woning voor een WKO systeem (ten opzichte van een HR-ketel), maar hoeft daardoor niet te investeren in vloerisolatie of 3D-glas. Hierdoor kan het zo zijn dat de projectontwikkelaar per saldo geld verdient aan het WKO systeem. De gemeente heeft CO2 doelstellingen te behalen en wil daarom juist liever dat het WKO systeem overgedimensioneerd wordt en er helemaal geen ketels nodig zijn. Een gemeente vergelijkt een WKO systeem met andere CO2 besparingsopties en hun kosten/ton vermeden CO2. Nuon zit of met projectontwikkelaars aan tafel of met gemeenten. Als de gemeente het goed onderhandelt, verdient de projectontwikkelaar niets aan een WKO systeem. De projectontwikkelaar wordt dan verplicht om naast de installatie van het WKO systeem (“de duurzame oplossing”) ook de vraagbeperkende maatregelen (isolatie) te nemen. De investering in het WKO systeem kan worden verdisconteerd in de verkoopprijs. De woonlasten van de bewoner gaan dan iets omhoog maar de energielasten omlaag. - Welke technologieën zijn concurrenten van warmtepompen? Micro WKKs zijn een duidelijke concurrent, net als gasgestookte warmtepompen. Dit komt niet doordat deze technieken technisch beter zijn, maar door het feit dat de overheid en Gasterra het gebruik stimuleren. Beide systemen hebben aardgas als input. - Hoe verhouden warmtepompen zich tot stadswarmte? Waar kun je beter stadswarmte gebruiken en waar warmtepompen? Nieuwe bebouwing kun je het beste aansluiten op stadswarmte wanneer er een primair net in de buurt is. Zo niet, dan is een WKO systeem aan te bevelen. Wanneer er een grote nieuwe VINEX wijk wordt gebouwd dan is de ontwikkeling van een nieuw stadswarmtenet gepast wanneer er een grote restwarmtebron in de buurt is. - Worden WKO systemen gestimuleerd door de overheid? Ja, WKO systemen worden aangemoedigd. Gasterra probeert WKO systemen echter in een slecht daglicht te krijgen. - Welke partijen zijn naast gemeenten en projectontwikkelaars nog meer belangrijk voor het tot stand komen van WKO systemen? Energie-adviseurs zijn erg invloedrijk. Zij dienen projectontwikkelaars, gemeenten, ziekenhuizen en allerlei andere instanties van advies op het gebied van energiebeleid. Er zijn een heel aantal adviseurs groot geworden met WKO systemen en die zullen dit dan ook altijd adviseren. Ziekenhuizen hebben huisadviseurs van bedrijven als DWA en Deerns. Deze komen bijna altijd uit op een advies met WKO.
- Zijn consumenten tevreden over hun WKO? Dat is heel erg verschillend. Sommige mensen vinden het afgrijselijk. Dit hangt regelmatig samen met gebrekkige voorlichting en onwetendheid. Gebruikers die geen problemen hebben gehad zijn heel erg tevreden. - Hoeveel WKO systemen zijn er ongeveer in Nederland? Ik vind hier verschillende getallen over. Het CBS zegt dat er de afgelopen 2 jaar jaarlijks ruim 2500 systemen zijn bijgeplaatst. Guido Bakema van de brancheorganisatie NVOE heeft het over 2000-3000 systemen totaal.
122
Raymond vindt het aantal van Bakema logischer klinken. Het CBS heeft het waarschijnlijk over alle bodemgebonden warmtepompen, dus ook over bodemwarmtewisselaars die worden geplaatst bij individuele woningen en niet slechts over grote, open systemen die gebruik maken van een aquifer. - Zijn WKO systemen overal in Nederland toepasbaar? Om een WKO systeem te kunnen installeren moet de watervoerende laag op de locatie geschikt zijn en omliggende panden moeten niet al bronnen hebben geslagen. In principe zijn de watervoerende lagen overal in Nederland geschikt. Vooral in het Zuidwesten, Noordwesten, Noorden en in Utrecht. Meer naar het Oosten zijn de omstandigheden iets minder. In Limburg zijn de omstandigheden het slechtste, maar zelfs daar kan het. In de provincie Noord-Brabant mag je niet zomaar diepe bronnen slaan (dieper dan 80 meter). Daarvoor moet je een extra zware vergunningsprocedure door. Er zijn eigenlijk geen plekken in Nederland die al WKO verzadigd zijn. In Amsterdam in de grote kantoorgebieden (e.g. Zuidas) wordt WKO wel veel toegepast. Daar moet je dus opletten voor je een bron gaat slaan. - Zijn er partijen die over het algemeen tegenstander zijn van WKO? Grote energiebedrijven met stadswarmtenetten. - Welke capaciteitsrange hebben WKO systemen? 3 Op dit moment worden doubletbron systemen het meeste toegepast. De limiet per doublet is 20-300 m /u. De 3 capaciteit voor een systeem is eigenlijk oneindig. Wanneer je meer nodig hebt dan deze 300 m /u sla je meerdere bronnen. Het grondwaterpakket en de ruimte die je beschikbaar hebt bepalen hoeveel bronnen je kunt slaan op een bepaalde locatie. De hoeveelheid warmte (in GJ) die je kunt produceren met een bepaald systeem hangt af van het debiet en het temperatuurverschil tussen de bron temperatuur en de vraag temperatuur. Hier dimensioneer je de warmtewisselaar op. - Hoe kun je de totale efficiëntie van een WKO systeem verbeteren? Hoe groter de WKO installatie (het “warmtepompgedeelte”) en hoe lager de ketelinzet hoe hoger het totaalrendement over het systeem, de Primary Efficiency Ratio. - Wat zijn de vermeden CO2 emissies van een WKO systeem ten opzichte van het referentiealternatief Hr-ketels? De CO2-emissies van een WKO systeem worden voor een groot gedeelte vastgelegd in de ontwerpfase. Daarnaast is de wijze van beheer belangrijk. In de ontwerpfase wordt de omvang van het systeem bepaald ten opzichte van de warmtevraag. Een kleiner systeem is goedkoper, maar er wordt dan een groter beroep gedaan op de pieklast-ketels wat leidt tot hogere CO2 emissies. Nuon heeft als doelstelling om altijd minimaal 60% van de totale energievraag in te vullen met het WKO systeem. Hier wordt het WKO systeem op gedimensioneerd. Naast het ontwerp is een goed beheer belangrijk. Wanneer een systeem niet goed beheerd wordt zal het voorkomen dat de ketels vaker worden ingezet dan nodig. Dit leidt tot een hogere CO2 emissie. Nuon streeft altijd een minimale CO2 emissiebesparing van 30% na. Verder is de wens van de klant voornamelijk belangrijk. Projectontwikkelaars hebben andere doelstellingen en daarmee eisen dan gemeenten. - Wat zijn de investeringskosten van een WKO systeem? Nuon standaardiseert haar WKO systemen op een PER van 220% en 30% CO2 besparing. De minimale omvang van een systeem moet 75 woningequivalenten zijn. De totale kosten van een project zijn dan voor Nuon gemiddeld 9000€ per woning. Uitgaande van een levensduur van 30 jaar, met een grote herinvestering op 15 jaar, moet de NCW van het project hoger zijn dan 1000€ per woning. Voor de aanleg van een WKO systeem sluit Nuon een deal met een projectontwikkelaar. De kosten voor Nuon zijn de genoemde 9000€ per woning. Stel dat de projectontwikkelaar 7000€ per woning betaalt dan moet Nuon de overige 2000€ + rendementseis terugverdienen via het leveringscontract met de bewoner over de levensduur van het project. De investeringskosten per woning zijn het laagste in een situatie waar de warmte- en koudevraag met elkaar in evenwicht zijn en de geografische spreiding tussen de afnemers minimaal is. Of de WKO installatie levert aan een flat, rijtjeshuizen, kantoren of vrijstaande villa’s maakt een groot verschil. - Wat is de opbouw van de investeringskosten van een WKO systeem? Nuon heeft standaardisatie toegepast in haar WKO systemen. Er worden systemen aangelegd voor ongeveer 100 woningen. Een dergelijk systeem kost ongeveer 1 miljoen euro, deze kosten zijn als volgt verdeeld:
123
15% bronsysteem 40% distributienet + afleversets in de woningen 30% technische ruimte (warmtepomp en ketels) 7,5% automatisering 7,5% regeneratie Regeneratie is bedoeld om het evenwicht in het systeem – tussen de warme en koude bron – in stand te houden. Dit is nodig omdat de warmte en koude vraag nooit met elkaar in evenwicht zijn. In woningen is de warmtevraag hoger, in kantoren over het algemeen de koudevraag. In geval van een lagere koude dan warmtevraag wordt in de zomer de warme bron gevuld met warmte uit de omgevingslucht. Is de koudevraag groter dan de warmtevraag dan wordt in de winter de koude bron extra gevuld met koude. Er zijn verschillende regeneratie systemen. Een veel gebruikt systeem zijn elektrisch gedreven ventilatoren die de buitenlucht naar binnen trekken door de warmtewisselaar. Als er water in de buurt is wordt water gebruikt. Een andere optie is een energiedak. Dit is een dak waar waterslangen doorheen lopen die opgewarmd worden door het zonlicht. - Wat zijn de operationele kosten van een WKO systeem? Gemiddeld 400€/aansluiting/jaar voor Nuon. Gebruikers betalen hetzelfde voor hun warmte als bij gebruik van een HR-ketel. De warmteprijs wordt namelijk berekend op basis van dit nulalternatief. - Wat is de terugverdientijd van een WKO systeem? Op de helft van de tijd tot de herinvestering moet het project door de nullijn gaan. Na 30 jaar moet de NCW 1000€ zijn.
124
Interview Rinze Dijkstra, 28 maart 2011 Functie: Sales Manager bij Technea Leeuwarden Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de toepasbaarheid van collectieve zonneboilersystemen Wat is de toepasbaarheid van zonneboilersystemen? Technisch gezien zijn zonneboiler systemen toepasbaar van 1 woning tot oneindig grote omvang. Een voorbeeld van een hele grote toepassing is het zoneiland van Nuon in Almere. Hier zijn de collectoren een voorbuffer voor stadsverwarming. Meestal worden zonneboilersystemen ingezet voor alleen tapwater. Technea is niet erg enthousiast over systemen die ook een bijdrage leveren aan de ruimteverwarmingsvraag. Op het moment dat je de meeste warmtevraag hebt zijn er namelijk de minste zonuren. Zonnecollectoren zijn het meest geschikt in situaties met een grote tapwatervraag. Door middel van de zonnecollector wordt een voorverwarming van het tapwater gerealiseerd tot een temperatuur van 20-50 °C . Het opgewarmde water komt in een buffervat terecht en wordt vervolgens verder verwarmd door een HR-ketel of warmtepomp. Een zonneboiler systeem wordt nooit stand alone ingezet, altijd in combinatie met een cv-systeem of warmtepomp, om het rendement van je warmtepomp te verbeteren. Zonneboilersystemen zijn niet geschikt voor gebruik in kantoren. Kantoren hebben geen tapwatervraag. Zonneboiler systemen kunnen in kantoren wel gebruikt worden in combinatie met een WKO installatie. Op welke zonbijdrage worden zonneboilersystemen meestal gedimensioneerd? Daar is geen richtlijn voor. Het hangt af van het beschikbare dakoppervlak en de tapwatervraag. Een gemiddelde zonbijdrage van 40% is vaak het streven. De zonbijdrage verandert over het jaar heen. In de zomer is het op momenten mogelijk om in 70-80% van de totale warmtevraag te voorzien. In de winter is soms maar een zonbijdrage van 5-10% realiseerbaar. Dit betekent dat het conventionele verwarmingssysteem maar 5% lichter kan worden uitgevoerd. In de praktijk wordt het verwarmingssysteem meestal traditioneel uitgevoerd en is dus een “add-on” op het huidige verwarmingssysteem. Het buffervat wordt dan ingepast voor de boiler van het bestaande systeem, zodat er water van hogere temperatuur ingevoerd kan worden in het bestaande verwarmingssyteem. Kunt u iets zeggen over de benodigde hoeveelheid collectoroppervlak en capaciteit van de buffervaten? Zonneboiler systemen zijn maatwerk. In de algemeenheid is er weinig te zeggen over de benodigde hoeveelheid collector oppervlak en omvang van de buffervaten. De omvang van de collectoren hangt af van de tapwatervraag, de spreiding in de tapwatervraag, de gewenste zonbijdrage en het beschikbare dakoppervlak. De omvang van het buffervat is vervolgens gerelateerd aan de omvang van de collectoren. Kunt u wat zeggen over de investeringskosten van een zonneboilersysteem? Hier is in de algemeenheid ook weinig over te zeggen omdat de systemen zo erg maatwerk zijn. Omdat de conventionele installatie als gevolg van de installatie van een zonneboilersysteem niet kleiner uitgevoerd kan worden vereist een zonneboiler systeem altijd een extra investering. De besparing die je realiseert is gerelateerd aan de zonbijdrage: dit is de hoeveelheid gas die je minder nodig hebt. In sommige gevallen lukt het om een zonneboiler kostenneutraal te krijgen over een aantal jaren. Waar worden collectieve zonneboilersystemen op dit moment het meeste toegepast? Voor de tapwatervraag van flats met een collectief tapwater systeem. In geval van losse woningen is het aantrekkelijker om een individuele zonneboiler per woning te plaatsen omdat er nauwelijks schaalvoordelen zijn. Ook vanuit het oogpunt van subsidie zijn individuele zonneboilers aantrekkelijker. Je krijgt subsidie per zonneboilersysteem. Hoe presteert een zonneboiler in de EPC? Wanneer de zonneboiler alleen ingezet wordt voor tapwater is er een EPC verbetering van 0,05 te realiseren. Wanneer hij ook gebruikt wordt voor ruimteverwarming is er een EPC verbetering mogelijk van 0,12.
125
Interview Marije van Donselaar, 25 januari 2011 Functie: Manager, Large clients, Distribution and Sales, Nuon Vattenfall Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in woningbouwcorporaties, hun takenpakket en energiebeleid Achtergrond/functie - Kan je hier wat over vertellen? Marije van Donselaar werkt op de afdeling Sales en is daar Manager van het team Vastgoed en Overheid. Dit team houdt zich bezig met energielevering en de levering van toegevoegde waarde diensten aan woningbouwcorporaties (WBCs), vastgoedorganisaties en de overheid - drie belangrijke categorieën gebouweigenaren. Toegevoegde waarde diensten zijn met name energiebesparings- en duurzaamheidadvies. Er is bij dit team geen specialistische technische kennis. Opbouw woningportfolio Hebben WBCs alleen bestaande bouw of ook nieuwbouw in hun portfolio? Beide. WBCs houden zich bezig met vastgoedbeheer, maar ook met de ontwikkeling van woningbouw of winkelgebieden. In Nederland vindt 50% van alle woningbouw plaats in opdracht van WBCs. WBCs houden niet al deze nieuwbouw in eigen beheer. Het komt ook voor dat ze de nieuwbouw verkopen en het geld dat ze hiermee verdienen investeren in sociale woningbouw. Opereren WBCs in heel Nederland? Ja. Er vinden steeds meer fusies plaats tussen WBCs, dus de bedrijven worden steeds groter. Er zijn in heel Nederland op dit moment ongeveer 475 WBCs actief. Deze WBCs hebben samen ongeveer 2,5 miljoen woningen in beheer. Dit is eenderde van de totale Nederlandse woningvoorraad. Er is natuurlijk wel een grotere concentratie van huurwoningen in stedelijk gebied. Wellicht zijn daar om die reden de meeste kansen voor collectieve warmtevoorzieningssystemen. Zijn dit allemaal huurwoningen? Ja. Energiebeleid Hebben alle WBCs een energiebeleid? Alle woningbouwcorporaties verenigd in brancheorganisatie Aedes hebben zich via een “Antwoord aan de Samenleving” gecommitteerd aan de doelstelling om 20% te besparen op het totale gasverbruik in de bestaande sociale huurwoningenvoorraad in de periode 2008 – 2018. Daarnaast is er ook een energiebesparingsconvenant (Convenant Energiebesparing corporatiesector) gesloten met het ministerie van VROM met vergelijkbare besparingsdoelstellingen. (http://www.bespaarenergiemetdewoonbond.nl/art/uploads/Convenant%20Energiebesparing%20Corp
oratiesector(3).pdf) In beide gevallen gaat het om inspanningsverplichtingen en niet om doelstellingsverplichtingen. De voortgang wordt echter wel gemonitord. WBCs nemen de doelstellingen over het algemeen ook echt wel serieus. Langs deze weg zijn dus alle bij Aedes aangesloten met energiebesparing bezig. Dit gebeurt over het algemeen langs 2 wegen. Ten eerste door de energieprestatie van huidige woningen te verbeteren, door bijvoorbeeld te zorgen voor isolatie of een HR-ketel. Ten tweede wordt er getracht het gedragsgebonden verbruik te beïnvloeden. Wat voor energie doelstellingen hebben WBCs? De belangrijkste doelstelling van WBCs is het beheersen van de woonlasten voor de huurder. De woonlasten bestaan uit de huur en de energielasten. In het verlengde hiervan focussed het energiebeleid van WBCs zich dan ook voornamelijk op het beperken van de energielasten, dus op energiebesparing. Duurzaamheid van energievoorziening (het gebruik van duurzame bronnen) is ondergeschikt. Het is erg onwaarschijnlijk dat WBCs investeringen doen in energiesystemen om redenen van duurzaamheid alleen. Verschillen deze doelstellingen sterk per WBC of gelijkvorming voor de hele sector? Ja, WBCs zijn op erg verschillende manieren met energiebesparing en duurzaamheid bezig. De ene WBC is meer bezig met “window dressing”. De andere WBC heeft echt een omvangrijke strategie. Echter op termijn zullen alle WBCs zich actiever met energiebeleid, en dan met name energiebesparing, gaan bezighouden. De
126
energielabels zullen namelijk opgenomen gaan worden in het woonwaarderingsstelsel (het huurpuntensysteem). Voor een huis met een betere energieprestatie kun je dan meer huur vragen. Zijn WBCs gebonden aan bepaalde overheidsdoelstellingen op het gebied van energie? Via het convenant hebben de bij Aedes aangesloten corporaties wel te maken met inspanningsverplichtingen. Er bestaat geen verplichting ten aanzien van de besparingsdoelstellingen. Gebruiken gemeenten WBC om gemeentelijke energiedoelstellingen te behalen? De meeste gemeenten hebben vergaande duurzaamheid- en besparingsdoelstellingen. WBCs zijn een essentiële partner voor gemeenten in het behalen van deze doelstellingen. Een van de pijlers in gemeentelijk energiebeleid is meestal de gebouwde omgeving. Om daar een slag te kunnen maken is samenwerking met belangrijke gebouweigenaren als WBCs essentieel. Investeringen Locale duurzame warmtesystemen hebben hoge investeringskosten maar lagere operationele kosten in vergelijking met conventionele verwarmingssystemen. Kunnen WBC deze hogere investeringen doen? Over het algemeen hebben WBCs niet de behoefte om dit soort investeringen te doen. Ze zoeken veelal een partner die exploitatie en beheer van deze systemen op zich wil nemen. De WBCs zijn over het algemeen wel bereid om dan een lange termijn leveringscontract af te sluiten met deze partij. Nuon wil het beheer van deze systemen ook niet op zich nemen. Mogen zij dergelijke investeringen verhalen op de huurders? Bv. via een huurprijsverhoging? Dat hangt ervan af of een investering leidt tot een energielabel verbetering. Echter, 70% van de huurders moet instemming verlenen voor er een huurprijsverhoging doorgevoerd kan worden. Om die reden worden duurzame energiesystemen vaak in nieuwbouw ingepast, dan heb je nog niet te maken met aanwezige huurders. Nuon en WBCs Heeft Nuon langlopende samenwerkingsverbanden met WBCs? Met WBC Ymere zal binnenkort een energiepartnerschap getekend worden. Een dergelijk samenwerkingsverband bestaat er al met Corio, een grote retail-vastgoed eigenaar. Het traject om tot zo’n samenwerkingsverband te komen is erg lang. Met wie sluit Nuon de energieleveringscontracten? In het geval van collectieve voorzieningen sluit Nuon een overeenkomst met de WBC. Wanneer in iedere woning een individuele meter aanwezig is hebben huurders zelf de vrije keus in met welke energieleverancier ze in zee gaan.
127
Interview Teus van Eck, 17 november 2010 Functie: Zelfstandig energieadviseur Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de issues die op dit moment spelen ten aanzien van verduurzaming van de warmtevraag van de bebouwde omgeving. Achtergrond Dhr. Van Eck heeft HTS elektrotechniek gedaan. Sinds 1974 is hij werkzaam in de energiesector, bij verschillende bedrijven, in verschillende functies. Hij is toen naast zijn werk Bedrijfseconomie gaan studeren aan de Erasmus Universiteit. Toen Dhr. van Eck werkzaam was bij Nuon, is hij een promotieonderzoek gestart aan de TU Delft, tegelijkertijd met Nuon-collega Hans Rödel. De doelstelling was om samen een boek uit te brengen over de Nederlandse energiemarkt waarbij Dhr. Rödel de technische kant zou belichten en Dhr. Van Eck de institutionele en bedrijfseconomische kant. Om verschillende redenen is dit stuk gelopen. Dhr. Van Eck heeft uiteindelijk op persoonlijke titel zijn boek gepubliceerd in 2007, “A new balance for the energy sector, no longer a puppet in the hands of technology, public interest and market”. Vervolgens ontstond de behoefte om een toegankelijker boek te schrijven, over een minder breed onderwerp. Dit werd “Het grote energieboek”, met als centraal thema de verduurzaming van het energiegebruik in woningen. Op dit gebied staat nog veel te gebeuren en daarnaast is het een onderwerp dat weinig weerstand oproept. Duurzame warmtelevering algemeen De focus van de overheid is altijd gericht geweest op de verduurzaming van de elektriciteitsvoorziening, terwijl warmte een veel groter deel van de primaire energievraag uitmaakt. Wat zijn hier volgens u de redenen voor? Volgens Dhr. Van Eck is dit allemaal een kwestie van belangen. Afgelopen decennium is de energiemarkt een vrije markt geworden. De energiesector heeft zich hier lang tegen verzet en heeft zich daarmee ongeloofwaardig gemaakt bij de politiek. Opvallend in de Nederlandse situatie is sowieso dat de energiebedrijven en de overheid voornamelijk ruzie hebben. De overheid wilde de liberalisering zo snel mogelijk invoeren en van de ene op de andere dag werden de energiebedrijven van grote tegenstanders grote voorstanders. In tegenstelling tot elektriciteit is warmte- opwek en levering altijd als een lokale activiteit gezien, waar maar beperkte regelgeving voor nodig is. De meeste energiebedrijven hebben weinig belang bij warmte. De doelstelling is om zo veel mogelijk geld te verdienen met de opwek van elektriciteit. De overheid en de markt hadden beide hun eigen redenen om niet te focussen op verduurzaming van de warmtevraag. Wat zijn volgens u de voornaamste redenen voor het beperkte aandeel duurzame opwek (1,8%) in de totale warmteproductie in Nederland? De economische prestaties van duurzame alternatieven zijn ongunstig – het alternatief, in de vorm van gas, is nog heel erg goedkoop. Daarom zijn alternatieven op de korte termijn niet rendabel. Een lange termijn visie is noodzakelijk en ook de kosten van externe effecten moeten worden meegenomen. Men is niet op de hoogte van wat er kan. Er is geen dwang. Enigszins in de vorm van de EPC, maar daar moet controle op komen. De EPC en labeling regelgeving richt zich erg sterk op isolatie en individuele verwarmingsapparatuur. Er wordt niet naar de praktijk prestatie van de systemen gekeken en de productie van warm tapwater en het elektriciteitsverbruik krijgen nauwelijks aandacht. Duurzame opwektechnieken zijn technisch net zo goed toepasbaar als de conventionele optie. De redenen om in te zetten op duurzame decentrale warmte zouden moeten zijn: De gasbel onder Slochteren raakt op Vergroting van de leveringszekerheid door meer lokaal te doen Een decentrale aanpak maakt het mogelijk om maximaal slimme oplossingen in te zetten. “Nederland gasland”: wat voor rol speelt dit in het (niet) tot stand komen van een duurzame warmtevoorziening? Verschillende partijen hebben hele grote belangen bij het in stand blijven van een warmtevoorziening op aardgas. Het levert de overheid veel inkomsten op. Gas is nog steeds veel te goedkoop om alternatieve oplossingen van de grond te laten komen. De meeste installateurs adviseren altijd een HR-ketel. De toekomstige aanscherping van de EPC zal echter de implementatie van duurzame warmteopwekkers vereisen.
128
Technologie Welke technieken zijn naar uw idee op dit moment het meest kansrijk? En zo ja, waarom? Komt dit door techniek, wet- en regelgeving of economische prestatie? Dhr. Van Eck ziet in zon, in combinatie met opslag, als heel kansrijk voor de toekomst. Dergelijke systemen zijn op dit moment in opkomst. Op de korte termijn ziet Dhr. Van Eck veel kansen voor een combinatie van een zonneboiler en een luchtwarmtepomp + systemen die gebruik maken van restwarmte.. Dhr. Van Eck is van mening dat op de moment de aandacht uit moet gaan naar het flexibeler maken van vraag en aanbod, opslag en besparing. Wanneer de vraag kleiner is dan is opslag en flexibeler maken van vraag en aanbod ook veel makkelijker te realiseren. Instituties Zijn er maatschappelijke trends/ontwikkelingen die u als kansen ziet voor duurzame warmte? Aan het volgende is vanuit de markt behoefte ten aanzien van duurzame warmtesystemen: Lokale ambassadeurs Volledige ontzorging Een fatsoenlijke partij, die een fatsoenlijke prijs vraagt. Zijn er maatschappelijke trends/ontwikkelingen die u als belemmering ziet voor duurzame warmte? Het bestaan van sociale minima maakt het lastig om duurzame warmteleveringssytemen breed te introduceren in huurwoningen. Investeringen door de huiseigenaar leiden tot een lastenverhoging bij de huurder, die deze lastenverhoging niet op kan vangen. Wat is volgens u het effect van de jarenlange onzekerheid ten aanzien van de uitwerking van de Warmtewet op investeringen in warmteprojecten? Dit werkt verlammend. De warmtewet is bijna verworden tot een prestigestrijd. De wet zoals hij er nu ligt is onuitvoerbaar. Daarom ondergaat hij op dit moment een revisie. Dhr. Van Eck vindt het goed dat er door de warmtewet voor meer transparantie wordt gezorgd in de warmteprijzen, maar vindt verdere overheidsbemoeienis onwenselijk. Positief van de Warmtewet is dat warmte nu wel op de kaart is gezet. Wat is het effect van de Warmtewet zoals hij er nu ligt op de investering in duurzame warmtesystemen? De Warmtewet werkt ontmoedigend voor dergelijke systemen. Het NMDA principe stelt een plafond aan de prijs die warmteleveranciers mogen vragen voor hun warmte aan de consument. In de NMDA-waarde zitten de investeringskosten voor een ketel, de kosten van een gasaansluiting en de gasprijs verwerkt. Wanneer niet de mogelijkheid wordt geboden om een hogere aansluitbijdrage te vragen dan is het onmogelijk om een investering terug te verdienen. Daarnaast maakt het NMDA principe de inkomsten variabel met de gasprijs. Ik begreep dat de gemeente Amsterdam een “warmte-tenzij” beleid voert. Moedigt u dit aan? Vindt u dat een dergelijke verplichting er moet komen van Rijkswege? Zowel de gemeente Amsterdam als de gemeente Rotterdam voeren een dergelijk beleid. Dhr. Van Eck vindt dit verstandig, maar zou nog liever zien dat er per case een concrete toetsing wordt gehouden om te bepalen welk alternatief in de gegeven situatie de meeste energiebesparing en kan realiseren en het best kan bijdragen aan verduurzaming. Er moet steeds gekeken worden: wat betekent de toepassing van een bepaald alternatief voor de totale energievraag van Nederland over de hele keten van bron naar energievraag? Stakeholders Welke partijen nemen op dit moment meestal het initiatief in duurzame warmteprojecten? Gemeenten zijn heel erg belangrijk. Voor gemeenten is het echter wel heel erg belangrijk of een project ook zichtbaar wordt. Al begint dit ook wel te veranderen. Woningbouwcorporaties hebben een belangrijke verantwoordelijkheid en rol. Ze voelen deze verantwoordelijkheid ook, maar zijn nog zoekende. De belangrijkste rol ligt bij onszelf. Wanneer de vraag vanuit de markt naar duurzame warmte stijgt gaat de markt vanzelf volgen. - Kunt u wat meer vertellen over de huidige positie van woningbouwcorporaties? Woningbouwcorporaties, lopen tegen een aantal problemen aan. Ten eerst is er een geld-kwestie. Op de korte termijn kan Ymere investeringen in duurzame warmteleveringssystemen niet rond krijgen. Ten tweede is de
129
besluitvorming heel lastig. In veel complexen wonen huurders een eigenaren door elkaar. Voor huurders geldt dat wanneer 70% voor een investering stemt de investering gemaakt kan worden. Huiseigenaren kunnen allemaal individueel een beslissing nemen en daarmee de investering vetoën. Wat vindt u de rol van grote energiebedrijven, zoals Nuon? Grote energiebedrijven moeten een keuze maken ten aanzien van hun eigen rol in dit decentrale duurzame projecten. De ene optie is om er 100% in mee te doen en dan ook lokaal actief kunnen zijn en er organisatorisch op ingespeeld zijn. Het is namelijk essentieel om lokaal goed ingevoerd te zijn om optimaal op lokale ontwikkelingen te reageren. De vraag is of de grote, steeds meer internationaal georiënteerde energiebedrijven dit kunnen en willen. De andere optie is er niets mee doen, maar dan ook eerlijk zeggen dat er niet mee wordt gedaan. Vindt u de beoogde klantgroepen logisch gekozen en zo ja, waar ziet u de meeste kansen? De grootste winst is te behalen in woningen. Hier zit het grootste gedeelte van de warmtevraag en is nog het minste gebeurd. Vervolgens is de utiliteit een grote warmtevrager en ten derde de tuinbouw. In uw energieboek beoordeelt u het fysieke systeem op basis van de criteria techniek, verduurzaming, economie, risico’s en (blokkering van) innovatie (p. 37). Zijn dit ook de criteria op basis waarvan de klantgroepen een investeringsbeslissing nemen? Of het lijstje op p102? Nee. Beslissingen worden voornamelijk genomen op basis van een financiële afweging.
130
Interview Boy van Egmond, 20 oktober 2010 Functie: Junior Development Manager, BD&P Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de Warmtewet en de mogelijke effecten van de Warmtewet op investeringen in lokale duurzame energiesystemen. Warmtewet Is/wordt de Warmtewet de belangrijkste wetgeving voor warmte? Ja, de Warmtewet gaat de levering van warmte reguleren. Meer inzichtelijkheid in de prijsvorming is wenselijk. De manier waarop de prijzen nu tot stand komen is intransparant. Projectontwikkelaars, gemeenten en warmteleveranciers maken afspraken over de aansluitbijdrage. Wat is de huidige status van de Warmtewet? De Warmtewet is begin 2009 aangenomen door de Eerste Kamer. Naar aanleiding van een effectrapportage heeft de NMa EZ echter geadviseerd om de wet aan te passen. Dit advies is afgelopen zomer voorgelegd aan de Tweede Kamer. De Kamer is akkoord gegaan. Vier grote zorgpunten zullen worden aangepast en de lagere regelgeving wordt aangepast. Een van de zorgpunten is het hybride prijsvoeringssysteem. Dit is te ingewikkeld voor alle deelnemende partijen. De beleidsregel over de ‘Redelijke Prijs’ komt te vervallen (cost plus, ex ante, WACC van 6,35%). In plaats daarvan komt er een toets op portfolioniveau (ex post, zelfde WACC). Het duurt zeker nog tot halverwege 2011 tot de wet in aangepaste vorm aan de Tweede Kamer voorgelegd kan worden. Waarschijnlijk treedt de Warmtewet begin 2012 in werking. Tot die tijd is er geen overheidsregulering voor warmtelevering. Er is wel zelfregulering van de markt. EnergieNed schrijft jaarlijks een tariefadvies voor warmtelevering. Dit is een richtprijs die de in EnergieNed deelnemende leveranciers hanteren. Nuon volgt grotendeels de adviezen. Kleine partijen zijn vrij in hun prijsvorming. Wat is volgens jou het effect van de jarenlange onzekerheid ten aanzien van de uitwerking van de Warmtewet op investeringen in warmteprojecten? Brancheorganisaties hebben meerdere malen aangegeven dat de huidige situatie tot investeringsonzekerheden leidt. Het is op dit moment slecht te beoordelen of een investering loont. Daarnaast bestaat er ook wetgevingsonzekerheid – het feit dat er nog allerlei aanpassingen kunnen plaatsvinden in de wetgeving leidt tot onzekerheid. De subsidieartikelen in de Warmtewet zijn niet ingevuld. Er zal ws. subsidie verstrekt worden gekoppeld aan het vermogen om CO2 te reduceren, waarschijnlijk op basis van een benchmark met een relatief schone gascentrale. Maakt de Warmtewet investeringen in stadswarmtenetwerken onaantrekkelijker? Ja. Voor grote partijen (grote energiebedrijven, met meerdere warmtenetwerken in hun portfolio) zal het negatieve effect van de Warmtewet wel meevallen. De Warmtewet stelt heel veel extra eisen aan de leverancier, ten aanzien van bijv. dataoplevering en de inrichting van je netwerk. Daarnaast legt de Warmtewet beperkingen op aan de inkomsten van warmteleveranciers. Er zal een redelijk rendement op portfolioniveau vastgesteld worden. Grote partijen kunnen het rendement van verschillende netten met elkaar compenseren. Als kleine partij met maar 1 net is dat niet mogelijk. Bevat de wet een stimulans om te investeren in duurzame warmte? Nee, op dit moment niet. Hier zal de Warmtewet in moeten voorzien. De subsidieartikelen bieden hiervoor de enige mogelijkheid. De Warmtewet maakt verder geen onderscheid naar productiemiddel. Op de DE conferentie vertelde een mevrouw van de ASN Bank over de Warmtewet in relatie tot DE projecten. Zij noemde de Warmtewet een zwaard van Damocles. Volgens haar maakt het NMDA principe het doen van investeringen in DE onaantrekkelijk omdat kosten niet doorberekend mogen worden aan de eindgebruiker. Zie jij dat ook zo? De hoogte van de rendementseis is gebaseerd op grote bedrijven. Kleine bedrijven moeten een veel hoger rendement behalen op hun project doordat zij kampen met hogere investeringsrisico’s, voornamelijk veroorzaakt door de grote hoeveelheid vreemd vermogen die is aangetrokken om de investering te kunnen doen. Stadswarmte Waar in Nederland zijn stadswarmtenetten?
131
Op de website van de NMa is een lijstje te vinden van de grote warmtenetten (Essent, Nuon, Eneco, Purmerend). De kleine warmtenetten zitten hier niet in. Dit zijn er honderden door heel Nederland. Voor deze kleine partijen is de Warmtewet doodeng. Afnemers van warmte kunnen ineens eisen gaan stellen met de Warmtewet in de hand. - Waarom zijn speciaal op deze plekken de stadswarmtenetwerken aangelegd? Zijn er bepaalde factoren waar dat van afhankelijk is? Het voorhanden zijn van grote warmte producerende eenheden. Small scale heat Je vroeg in je mail wat ik bedoelde met small scale heat. De definitie die Joel/EA&S hanteert voor small scale heat is: ´Small scale renewable heat solutions are defined by EA&S as energy installations with an installed capacity between 100 kW and 10 MW, that make use of a renewable energy source and can supply heat, for space heating purposes, to the built environment in the direct vicinity of the installation´. In hoeverre is de Warmtewet van toepassing op dit soort installaties? Worden verschillende technieken voor opwek specifiek benoemd (warmtepompen, bio-WKK’s, geothermie)? De Warmtewet maakt geen onderscheid in productiemiddel. Small scale heat volgens de definitie van EA&S valt onder de Warmtewet. Een (leverings)vergunning is niet vereist voor kleinschalige levering van warmte. Hiervan is sprake voor zover de levering geschiedt door een persoon die: warmte levert aan ten hoogste 10 personen tegelijk; per jaar niet meer warmte levert dan 10.000 gigajoules; of Hangt dit af van welke partij eigenaar is van de installatie, in relatie tot wie de daadwerkelijke eindgebruiker is? Wanneer de levering geschiedt door een persoon die eigenaar is van de gebouwen, ten behoeve waarvan de warmte wordt geleverd is geen leveringsvergunning nodig. Met andere woorden: wanneer de leverancier dezelfde partij is als de afnemer dan val je niet onder de Warmtewet. Denk jij dat de Warmtewet een kans kan bieden voor duurzame warmte? Dit zou de Warmtewet wel moeten doen, maar doet hij op dit moment niet. De Warmtewet reguleert koude niet. Wat betekent dat concreet voor warmte- koudeopslag? Wat betreft koude, tarieven voor koude worden niet gereguleerd in de warmtewet, leveranciers moeten enkel een gescheiden boekhouding voeren. Het feit dat koude buiten te warmtewet valt zorgt inderdaad voor complexiteit bij het bepalen van de tarieven voor zowel warmte als koude bij concepten als warmte-koudeopslag. Er gaan wel stemmen op om koude ook te gaan reguleren onder de Warmtewet.
132
Onno Fortanier, 2 februari 2011 Functie: Analist, Regulatory Affairs Netherlands, Nuon/Vattenfall. Doel van het interview • Antwoord krijgen op de vraag: welke systemen vallen onder het EU ETS? • Inzicht verkrijgen in de mogelijkheden die er zijn voor energiebedrijven om voordeel te halen uit het duurzame karakter van lokale duurzame warmtesystemen. EU Emission Trading System Nederland heeft een Kyoto-target op het gebied van CO2-uitstoot. Op Europees niveau is besloten om de te realiseren CO2-emissiereductie samen te regelen en de Europese Unie heeft om die reden het EU ETS opgezet. Het EU ETS omvat alleen naar de grote installaties, ofwel de industrie en energiesector. Deze grote installaties zijn verantwoordelijk voor 50% van de Europese CO2 uitstoot. Systemen met een capaciteit kleiner dan 20 MWth of een uitstoot kleiner dan 25.000 ton CO2/jaar vallen buiten het EU ETS. Het EU ETS werkt op basis van emissierechten. Uitstoters moeten emissierechten in hun bezit hebben voor iedere ton CO2 die ze uitstoten. Installaties krijgen CO2-rechten op basis van hun uitstoot in het verleden. Er worden 3 periodes onderscheiden: 2005-2007 – testperiode. In deze periode waren er evenveel CO2-rechten als uitstoot. In Nederland werd het aantal rechten bepaald aan de hand van de uitstoot in de basisjaren 2001-2005. Bedrijven mochten de 3 meest representatieve jaren kiezen uit deze periode. De gemiddelde uitstoot in deze 3 jaar bepaalde het aantal rechten dat een bedrijf kreeg. 2008-2012 – in deze periode krijgen bedrijven voor 80% van hun uitstoot gratis rechten. De overige 20% moeten ze bijkopen. 2013-2020 – het aantal rechten dat een bedrijf krijgt aan het begin van deze periode is wederom gebaseerd op de historische uitstoot, ofwel in de periode 2005-2008 ofwel 2009-2010. In 2013 krijgen bedrijven 80% van de hoeveelheid rechten die ze nodig hebben. Dit aandeel neemt lineair af tot 30% van de totale uitstoot in 2020. Het totale aantal rechten neemt af met 1,74% per jaar. Lokale duurzame warmtesystemen Vallen niet onder het EU ETS. Collectieve ketels en WKK installaties met een vermogen >20 MWth wel. De prijs van warmte van deze grote systemen zal in de toekomst stijgen doordat de kosten die bedrijven gaan maken gerelateerd aan hun CO2-uitstoot zullen toenemen. De grote installaties moeten ofwel hun uitstoot gaan beperken en daar investeringen voor doen of, wanneer dit niet mogelijk is of duur, een steeds groter gedeelte van de totale hoeveelheid rechten die ze nodig hebben moeten gaan bijkopen. Dit maakt op termijn de kleinschalige systemen die buiten het EU ETS vallen en een veel lagere CO2 uitstoot hebben aantrekkelijker. CO2 uitstoot die niet onder het EU ETS valt De andere 50% komt van consumenten, kleine bedrijven en transport. Deze kleine bronnen van uitstoot zijn veel moeilijker aan te pakken. De vraag die nu bestaat is: leg je de verantwoordelijkheid voor deze emissies bij de gebruikers of bij de leveranciers? Op dit moment worden gebruikers gestimuleerd via subsidies en belastingvoordeel om energiezuinige producten te kopen (e.g. labels op auto’s). Aan de leverancierszijde worden steeds strengere eisen gesteld (e.g. emissieplafonds auto’s). Wanneer de verantwoordelijkheid voor de CO2-emmissies bij de leveranciers van energie wordt gelegd moet Nuon bijvoorbeeld maatregelen gaan nemen om energiebesparing te bewerkstelligen en aan kunnen tonen dat er een afname plaatsvindt in het gebruik van gas en elektriciteit en de CO2 uitstoot. In dat geval zou het plaatsen van een duurzaam warmteleveringssysteem rechten/punten/credits op kunnen leveren. Of er een dergelijk leveranciers-verantwoordelijkheidssysteem komt is erg afhankelijk van wat er met het CO2target gebeurd. Wanneer de Europese target voor 2020 20% blijft halen we het wel met het huidige systeem, alleen gericht op de grote installaties. Wanneer de target wordt bijgesteld naar 30% zijn er aanvullende maatregelen nodig.
133
Interview Rob Kemmeren, 1 december 2010 Functie: Projectleider stadswarmte Gemeente Amsterdam Doel van het interview: • Inzicht verkrijgen in het “warmte tenzij”-beleid van de gemeente Amsterdam • Inzicht verkrijgen in de relaties tussen gemeente, projectontwikkelaar en warmtebedrijf Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Dhr. Kemmeren is sinds eind 2005 projectleider stadswarmte bij de gemeente Amsterdam. Amsterdams stadswarmtebeleid Kunt u uitleggen wat de basis is van het Amsterdamse stadswarmtebeleid? Voor 2005 was er wél stadswarmte (bv Zuidoost, Yburg, Parkstad), maar nog geen centraal stadswarmtebeleid. Men was over het geheel genomen weinig met duurzaamheid bezig. In december 2005 is de “stadswarmte tenzij”-motie aangenomen door de gemeenteraad. Het stadswarmte tenzij beleid houdt in dat alle nieuwbouw huizen in de basis verplicht zijn tot aansluiting op het stadswarmtenetwerk. Er zijn 3 uitzonderingen op deze aansluitverplichting: Wanneer een woning zich op een afstand van meer dan 40m tot het primaire net bevindt vervalt de verplichting. Dit is om warmteaanbieders te beschermen. Wanneer de gebiedsvisies van nieuw te ontwikkelen gebieden op andere manieren klimaatdoelstellingen gaan behalen dan met stadswarmte. Gebiedsgerichte afspraken gaan voor. Wanneer een woning klimaat neutraal is een stadswarmte aansluiting niet verplicht. BenW heeft in november 2008 de “schaalsprong stadswarmte” aangenomen. Er worden twee doelen in geformuleerd: 1) . een warmte-ringnet waarmee de drie grote restwarmtebronnen van Amsterdam (Hemwegcentrale, Diemencentrale, Afval Verbrandings Installatie) met elkaar verbonden worden; 2) een groei van 40.000 naar 100.000 woningequivalenten. Het Amsterdamse en Rotterdamse beleid lijkt heel erg op elkaar. Ook het aantal aansluitingen in beide steden is ongeveer gelijk. Op dit moment groeit het Amsterdamse stadswarmte netwerk met 4000-5000 woningequivalenten per jaar. Wat is de motivatie voor dit beleid? CO2-reductie. De Diemencentrale levert 50% CO2 reductie ten opzicht van een gasaansluiting. Het Afval Energie Bedrijf 80% CO2 reductie door de hoeveelheid biomassa die wordt meegestookt in deze centrale. Verbetering van de luchtkwaliteit Onderdeel van een transitie naar een duurzamer energiesysteem. Op termijn kunnen andere, duurzame bronnen, worden aangesloten op het stadswarmtenetwerk. Wanneer je een elektriciteitsnet en een warmtenet hebt liggen heb je de mogelijkheid om alle duurzame bronnen in te passen. Warmte tenzij geldt alleen voor nieuwbouw. Heeft de gemeente doelstellingen voor bestaande bouw? De gemeente heeft niet zoveel zeggenschap over bestaande bouw. Gemeenten hebben via de gemeentelijke bouwverordening wél zeggenschap over nieuwbouw. Amsterdam heeft een aansluitplicht voor stadswarmte opgenomen in de bouwverordening. De bevoegdheid voor een gemeente om een bouwverordening vast te stellen is gelegen in artikel 8, lid 2 van de Woningwet. De Woningwet geeft de mogelijkheid om regels op te stellen voor de levering van energie en water. De Woningwet is uitgewerkt in het Bouwbesluit. Gemeentes mogen in de bouwverordening niets opnemen dat in strijd met het bouwbesluit is. Omdat het Bouwbesluit niets zegt over de levering van energie en water, kan de aansluitplicht in de bouwverordening worden opgenomen. Daarin staat niets over de levering van energie en water. Bestaat er een relatie met nationaal beleid/nationale doelstellingen? Nee. De Amsterdamse doelstellingen dragen bij aan het behalen van de nationale doelstellingen, maar er is geen gedwongen koppeling.
134
Wat is het effect van afgezwakte landelijke klimaatdoelstellingen op gemeentelijke beleid (van 20 naar 14% duurzame energie in 2020)? Dit heeft geen effect, aangezien het twee losse beleidslijnen zijn die langs elkaar heen lopen. - Wat is de status van het convenant tussen gemeenten en rijksoverheid? Wat is de juridische status? Dit is een gentlemen’s agreement. Welke doelstellingen heeft de gemeente ten aanzien van de woningbouw naast de doelstellingen uit het warmte tenzij beleid? Bv. Grondpositie, voldoende betaalbare en kwalitatief hoogwaardige huurwoningen, een goed leefklimaat en een goed imago op vele terreinen. De gemeente vindt het belangrijk dat de bewonerslasten niet te hoog worden. De bewonerslasten worden gevormd door de huuruitgaven en energie-uitgaven. In het verleden waren voorstanders van stadswarmte voor uit milieuoverwegingen. Tegenstanders vonden stadswarmte te duur. Op dit moment zijn tegenstanders van stadswarmte voorstanders van klimaatneutraal bouwen. Zij zijn van mening dat stadswarmte niet nodig is. Voorstanders van stadswarmte menen dat stadswarmte wel nodig is omdat de vergaande isolatiemaatregelen die noodzakelijk zijn bij klimaatneutraal bouwen veel te duur zijn. Gemeente en andere partijen Hoe komt een energie systeem tot stand? Welke partijen zijn betrokken in welke rol? Wat doet de gemeente? Voorafgaand aan gebiedsontwikkeling formuleert de gemeente een gebiedsvisie in dialoog met de projectontwikkelaar. De gemeente heeft hierbij meer een macro visie en kijkt naar het hele gebied en ook breder dan een individueel gebied. De projectontwikkelaar heeft een beperkter blikveld. De gemeente stelt eigenlijk randvoorwaarden voor de project ontwikkelaar. Wanneer de keuze wordt gemaakt voor stadswarmte wordt in alle gevallen Westpoort Warmte betrokken als preferred supplier. In Westpoort Warmte zit de gemeente voor 50% en Nuon voor 50%. De gemeente stelt ook randvoorwaarden voor Westpoort Warmte. Tussen de projectontwikkelaar en Westpoort Warmte bestaat een commerciële relatie. Hier worden bijvoorbeeld afspraken gemaakt over tarieven.
Wanneer er in de gebiedsvisie niet wordt gekozen voor stadswarmte maar bijvoorbeeld voor WKO verdwijnt Westpoort Warmte uit het samenwerkingsverband. De gemeente vraagt dan aan de projectontwikkelaar om het WKO systeem te realiseren. In de praktijk blijkt dan dat projectontwikkelaars de exploitatie niet op zich willen nemen en daar loopt het dan op stuk. Wat is de rol van woning corporaties in het warmtebeleid van de gemeente? Woningbouwcorporaties, in de rol van projectontwikkelaar, betrokken bij nieuwbouw hebben net als iedereen te maken met de aansluitverplichting. In de bestaande bouw is er op dit moment weinig contact met de woningbouwcorporaties. Die wens tot meer samenwerking is er wel, maar hier is de gemeente Amsterdam nog niet aan toegekomen. Er bestaat nog geen beleidsstuk over stadswarmte in de bestaande bouw. De dingen die er nu gebeuren zijn losse initiatieven. Er is bijvoorbeeld een convenant met de woningbouwcorporaties over een te behalen labelsprong. Rob Kemmeren raadt aan om daarvoor Teun Koelemij te benaderen,
[email protected], 06 -5258.1078
135
Wat is de rol van energieadviseurs (geweest) in stadsvernieuwingsprojecten? Op basis van welke criteria wordt een energieadviseur ingehuurd? Energieadviseurs helpen bij het opstellen van de gebiedsvisies. De gemeente Amsterdam heeft geen “huisadviseur”. Bedrijven die bijvoorbeeld betrokken worden zijn Ecofys, DWA, WE of kleine zelfstandigen. Bij het Houthavens project is bijvoorbeeld een heel netwerk van zelfstandige adviseurs betrokken. Heeft de provincie ook een rol in het warmtebeleid/verduurzaming van de warmtevraag? Op dit moment is de rol van de provincie heel erg beperkt. De provincie verstrekt de vergunningen voor de lozingen van restwarmte en zou dus heel goed een rol kunnen spelen. Is er samenwerking met andere gemeenten? Met Rotterdam wordt veel gesproken. Verder is er contact met gemeenten via het Warmtenetwerk. Dit gaat om informatie uitwisseling. Groningen en Leeuwarden zijn recentelijk in Amsterdam komen kijken om ervaring op te doen over stadswarmte. Stadswarmte vs. kleinschalige duurzame toepassingen Warmte tenzij: waar stadswarmte en waar andere, kleinschalige, toepassingen? De discussie gaat op dit moment voornamelijk tussen stadswarmte en WKO. Men vindt WKO sympathiek: kleinschalig, individueel, past bij de bewoner. Vaak wordt uiteindelijk echter gekozen voor stadswarmte. Bij het Science Park wordt een collectieve WKO gerealiseerd. WKO projecten liggen niet bij 1 persoon binnen de gemeente Amsterdam. Dhr. Kemmeren is van mening dat er eigenlijk een aantal preferente gebieden zouden moeten worden aangewezen: hier stadswarmte en hier WKO. Amsterdam Zuid-Oost heeft hier een goed rapport over geschreven voor de eigen regio. - Hoe werkt een Europese aanbestedingsprocedure voor een energiesysteem? De gemeente Amsterdam heeft onderzoek laten doen en denkt dan een Europese aanbesteding niet nodig is. Juridisch gezien lijkt het niet te hoeven. Er zijn echter nog geen rechtzaken aangespannen door derden, dus er heeft nog geen toetsing plaatsgevonden door het Europese Hof van Justitie. Aanbesteding is volgens Dhr. Kemmeren in ieder geval niet nuttig. Uit de praktijk blijkt dat de prijzen niet dalen; het stadswarmtesysteem dreigt te versnipperen.
136
Interview Floske Kusse, 19 oktober 2010 Functie: Specialist Public Affairs, EA&S Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in informele instituties ten aanzien van energielevering. Achtergrond/functie Kan je hier wat over vertellen? Floske is issuemanager. Ze houdt zich bezig met issues: thema’s die discussie opbrengen in de maatschappij en politiek en waar nog geen algemene positie over is ingenomen. Het doel is om deze issues zo snel mogelijk te signaleren, een positie in te nemen en te bepalen of een lobby noodzakelijk is. Vragen Duurzaamheidbesef: hoe staat het daarmee? Hoe belangrijk vindt de Nederlander duurzaamheid? Duurzaamheid is een containerbegrip. Ook over de definitie van duurzaamheid is veel discussie. Nuon hanteert een meerledige definitie voor duurzaamheid. Deze is te vinden voorin het maatschappelijk verslag. Belangrijk in de definitie is de lange termijn ofwel een bedrijfsvoering die bestendig is voor de toekomst. Er leeft op dit moment een zekere moeheid ten aanzien van duurzaamheid. Een dalend vertrouwen in de overheid en in de wetenschap over klimaatgerelateerde onderzoeken (n.a.v. climate gate) draagt hieraan bij. Nu het economisch slechter gaat is duidelijk te zien dat er een grote groep realisten is tegenover een kleine groep idealisten, met echt een groen hart. De grote onbekende factor is op dit moment het nieuwe kabinet. Het kan twee kanten op. Of mensen trekken met een zucht van verlichting hun groene jas uit of het groene besef zit echt diep geworteld. Welke trade-offs bestaan er? Groen vs. kosten efficiënt. Groen delft in de meeste gevallen het onderspit. Duurzaamheid zit hoger in de piramide van Maslow. Voor de meeste mensen geeft een investering in duurzame energie geeft onvoldoende voldoening op zichzelf. Er moet iets tegenoverstaan. Dit moet voor de meeste mensen een kostenbesparing zijn, maar sommige mensen doen de investeringen ook uit imago-overwegingen. In bepaalde kringen zijn zonnepanelen bijvoorbeeld een statussymbool, doordat deze op dit moment nog een hoge investering vereisen (“kijk eens wat ik kan betalen”). Wisselt de publieke opinie sterk per DE technologie? Vb. windmolens vs. zonne-energie. Enorm. Nieuwe futuristische technologieën, die nog in de categorie “ver van mijn bed-show” vallen, vindt iedereen leuk en lokken over het algemeen reacties uit als “leuk” en “knap dat we dat kunnen!”. Op het moment dat technologieën dichterbij komen, impact krijgen op de leefomgeving en echt uitgeprobeerd gaan of moeten worden gaat het NIMBY effect leven en worden mensen over het algemeen minder enthousiast (waar gaat dit gebeuren? wat kost het me??). Tegen wind op land en CCS is in het bijzonder veel weerstand. In het publieke debat gaat het niet om rationele argumenten maar vaak om het zoeken van argumenten ter ondersteuning van het tegenstandpunt. Mensen durven niet altijd te zeggen dat ze tegen zijn. De mening over CCS is bijvoorbeeld erg sterk gebaseerd op emotie. Een oplossing is om mensen mede-eigenaar te maken. Bestaan er bepaalde ‘core values‘ die de Nederlandse energiegebruiker aanhangt? En die misschien niet of minder gelden voor energiegebruikers in andere Europese landen? Bij Sales wordt hier onderzoek gedaan naar de drijfveren van klanten. Klanten zijn gecategoriseerd in groepen met een bepaalde motivatie. Om hier meer informatie over te krijgen moet je eens gaan praten met BIC, het Business Intelligence Centre, of met de afdeling trends en strategie. Decentraal vs. centraal: wat is op dit gebied de publieke opinie? Is deze anders dan een aantal jaar geleden? Schaalvergroting is uit. Er leeft veel meer een gevoel van ‘terug naar de basis’. In de toekomst zal het energiesysteem meer een combinatie zijn van centraal en decentraal. Nuon zal waarschijnlijk ook een rolverschuiving ondergaan: van energieleverancier naar energie-expert. Welke maatschappelijke trends zie jij als kansen voor kleinschalige warmte? Floske signaleert twee dingen:
137
Een ontwikkeling naar meer autarkie – Mensen willen meer zelfvoorzienend zijn en minder afhankelijk van allerlei grote, logge bedrijven. Van een beweging naar buiten toe (“wereldburgerschap”) is de beweging op dit moment naar binnen toe gericht (“microkosmos”). Kleinschalige warmte wordt als belangrijk onderdeel van de energievoorziening van 2050 gezien. Energiegebruikers worden meer deelnemer in het systeem dan alleen klant. Doelstellingen voor het toekomstige energiesysteem zijn betaalbaarheid en betrouwbaarheid van energie en daarnaast speelt een duurzaamheidsoverweging.
138
Gesprek Chris Lappee, 19 januari 2011 Functie: Head of Technology and Engineering Services Doel van het interview: Algemeen inzicht verkrijgen in de toepasbaarheid van verschillende duurzame warmteleveringssystemen. Zonneboilers Zijn modulair, dus maar erg beperkte schaalvoordelen (EUR/kWh/KW) Warmtepompen Wel veel schaalvoordelen. Hoe groter in omvang, hoe lager de specifieke investering. Hoe groter hoe hoger het rendement. Centraal staat de COP. Hoe hoger die is hoe minder elektriciteit je nodig hebt. Bio-WKKs Alleen aantrekkelijk wanneer je ze relatief grootschalig inzet, vanaf 70 MWth. In de toepassing in jouw onderzoek zijn alleen bio-WKKs die hout verbranden geschikt (vergassing, vergisting en pyrolyse niet). Je hebt daarnaast veel ruimte nodig voor de opslag van hout. Ook heb je te maken met veel transportbewegingen ten gevolge van de aanvoer van biomassa. Ook het verkrijgen van vergunningen is lastig, wellicht onmogelijk in bebouwd gebied. Bio-ketels (bio-boilers) zijn volgens Chris beter toepasbaar in de gevallen die deel uitmaken van mijn onderzoek. In Zweden wordt veel gebruik gemaakt van bio-ketels met een maximaal vermogen van 10 MWth die gebruik maken van hout dat lokaal beschikbaar is.
139
Interview Carel de Lange, 5 april 2011 Functie: Senior Consultant Industrial Energy Management, Ebatech Doel van het interview: Aanvullen en valideren van data over lokale duurzame warmtesystemen. Algemeen Duurzame warmtesystemen zijn complex. De installaties zijn moeilijk. Het beheer is heel anders dan van een conventionele ketel. Je kunt een heel duurzaam systeem bouwen, maar de kans dat dat systeem zonder dat je daar expliciet aandacht aan besteedt ook daadwerkelijk gaat presteren zoals jij had berekend is uitgesloten. Bij slecht beheer draait een dergelijk warmtesysteem als een conventionele installatie. De systemen vragen committent van de gebruiker en degene die ze realiseert. Op het moment dat de klant zegt “ik wil er niets mee te maken” moet je als bedrijf eigenlijk al afscheid nemen. Als je duurzaam wil zijn moet je ermee bezig willen zijn. Lokale duurzame warmtesystemen zijn nu dus alleen voor mensen die het heel erg leuk vinden en kennis hebben om op de goede manier aan de knoppen te draaien. - Wat is het standaard verwarmingssysteem in de nieuwbouw? In nieuwbouw is HTV de standaard omdat dat goedkoper is. Nieuwbouwwoningen zijn goed geïsoleerd, dus je hebt maar hele kleine radiatortjes nodig. Hebben woningen koudevraag? Nee, in de basis hebben woningen geen koudevraag, maar hoe meer mensen hun huis volslepen met allerlei elektrische apparatuur hoe groter de koudevraag. Dat zelfde geldt voor kantoren: die hebben alleen maar een koude behoefte omdat daar heel veel interne warmtelast is. Tegenwoordig zijn er kantoren waar je al vanaf 10 °C buitentemperatuur moet gaan koelen. Zonneboiler Worden collectieve zonneboiler systemen vaak toegepast in Nederland? Er zijn niet veel collectieve zonneboilersystemen. In Almere is er laatst een opgeleverd door Nuon. EBATECH heeft weinig ervaring met collectieve zonneboiler systemen, maar het is geen complexe techniek. De systemen worden voornamelijk ingezet voor alleen tapwaterbereiding. Met name in nieuwbouw zie je ook wel systemen die een stukje ruimteverwarming doen. Meestal wordt dit dan gedaan omdat het nodig is om de EPC te halen. In bestaande woningen kom je dit niet of nauwelijks tegen. Op welke zonbijdrage wordt een zonneboiler systeem meestal gedimensioneerd? Op een 30-50% zonbijdrage. Heb je te maken met schaalvoordelen? Schaalvoordelen zijn beperkt. Het sterk vergroten van een zonneboilersysteem heeft weinig meerwaarde. Carel raadt aan om zonneboiler systemen zo individueel mogelijk te houden. Warmtepomp Er bestaan verschillende typen warmtepompen, Welke typen zijn het beste toepasbaar in de bebouwde omgeving vanaf een opgesteld vermogen van 100 kW? Geen enkele warmtepomp is zomaar te integreren in de bestaande bouw, want een warmtepomp functioneert niet in een hoge temperatuursverwarmingssysteem. Warmtepompen zijn alleen toe te passen in een bestaande woning die beschikt over voldoende radiator oppervlak en die goed is na-geïsoleerd. In dat geval is het mogelijk om 60 °C verwarming te gebruiken. Een lucht/water warmtepomp kun je technisch gezien heel groot maken. Je haalt warmte uit de lucht dus je moet de lucht wel over tafelkoelers halen. Je creëert enorme hoeveelheden koude lucht. Als je veel lucht moet gaan verplaatsen maakt dat een ontzettende herrie als je de systemen niet groot genoeg maakt. Je hebt dus voldoende oppervlak nodig voor de luchtkoelers. Er is meer een inpassingsprobleem dan een technisch probleem. Carel voorziet dat verticale bodemwarmtewisselaars (VBWW) binnen nu en 10 jaar niet meer worden toegepast. Ze zijn relatief duur, het vermogen is beperkt en je gaat met glycol de bodem in. In Zweden worden VBWW veel toegepast in individuele systemen, maar zodra je een beetje schaalgrootte krijgt kun je beter een bron slaan (aquifer).
140
Carel van Lange vindt gasabsorptie warmtepompen op de schaalgrootte van het onderzoek het meest realistisch. Voor een gaswarmtepomp kun je ook lucht als bron gebruiken. De bron van een gaswarmtepomp hoeft maar een vierde van de omvang van een elektrische warmtepomp te hebben. Dus dan heb je minder een inpassingprobleem. Verder is een gaswarmtepomp minder kritisch op temperatuur. Daar kun je nog wel 70 °C tapwater mee maken. Zo’n systeem kun je dus ook goed inzetten in bestaande bouw. Dan voeg je het systeem in in je bestaande warmtesysteem. Je hebt gasmotorwarmtepomp en gasabsorptiewarmtepompen. Het voordeel van gasabsorptie warmtepomp: hij is stil, je hebt dezelfde emissies als je met een hr-ketel zal hebben. Je kunt hem inpassen als ware het een hrketel. Bij een gasmotor zit je met een motor die herrie maakt, die soms best vervelende emissies kan hebben. Dat is qua inpassing wat lastiger. Een gebruiksrendement van 150% is goed haalbaar met een gasabsorptie warmtepomp. Een CV-ketel zou in die situatie een rendement hebben van 90% en dat verschil is je winst. De schaalvoordelen zijn redelijk beperkt. Als je puur naar de warmtepomp kijkt heb je voordeel als hij groter is. De prijs per kWh is lager. Het nadeel is dat er achter de warmtepomp een groter distributienet hangt en dat extra distributienet zijn extra kosten. Als je aan zo’n systeem gaat rekenen vallen de voor- en de nadelen ongeveer tegen elkaar weg. Dus je hebt niet echt schaalvoordelen. Een gasabsorptie warmtepomp kun je heel groot maken. In het Kennemer gasthuis staat een warmtepomp van 1,8 MW, maar je kunt ze ook wel op 10 MW inzetten. Er is een commercieel systeem beschikbaar dat zowel door Nefit als Remeha wordt geleverd en dat heeft een capaciteit van 35 kW. Wanneer je die inzet op 20% van de totale capaciteit kun je hier 10 huishoudens mee bedienen. Als je grotere systemen wilt hebben kun je meerdere van die `standaardsystemen` in cascade zetten. Dan heb je ook schaalvoordelen als je het slim doet. Warmtepompen hebben een zo hoog mogelijk rendement wanneer je ze zo laag mogelijk in hun temperatuursrange inzet. Je geeft dan de eerste warmtepomp de koudste aanvoer, die hoeft maar een klein temperatuurssprongetje te maken. En de volgende laat je dan ook weer een klein sprongetje maken. Etc. Op deze manier kun je het rendement van het totale systeem verbeteren. Als je een capaciteit van 10 MW nodig hebt zet je meerder grote machines neer die dat vermogen kunnen leveren. Gas absorptiewarmtepompen worden in Nederland niet op hele grote schaal ingezet. Er wordt door de leveranciers ook nog steeds gedaan of het nieuwe technologie is. Installateurs kennen het niet en uiteindelijk zijn het toch de installateurs die het aan de man moeten brengen. Het leeuwendeel van de installateurs doet alleen in HR-ketels. Die schrikken van een zonneboiler, laat staan van een warmtepomp. WKO systemen Vanaf welke omvang is een WKO systeem inzetbaar? Technisch kun je een WKO systeem inzetten vanaf 1 woning. Maar je hebt in een WKO systeem grote eenmalige kosten voor het slaan van de bron. Als het systeem te klein is kun je deze kosten nooit terugverdienen. Je hebt dus een heel duidelijk schaalgrootte voordeel en je hebt ook voldoende aansluitingen nodig om een beetje een significante bron te kunnen slaan. Je moet naar een bepaalde diepte toe en of je daar nu een kleine pijp of een grote pijp in steekt maakt niet uit. De kosten zitten in de boring. Vanaf hoeveel woningen wordt dan een WKO systeem overwogen? Vanaf ongeveer 50 woningen. De capaciteit van een doublet is beperkt. Op het moment dat je meer capaciteit wil realiseren moet je een nieuwe bron slaan en dat omslagpunt ligt ook ongeveer bij 100 woningen. Dan heb je een volledig benut bronnenpaar en dus een ideale situatie wat betreft de omslag van je kosten. Boven de 100 woningen moet je een nieuwe bron slaan. Vandaar dat je kiest voor die clusters van 100 woningen. Wanneer je dus minder huizen aansluit op een bron gaan de kosten per aansluiting omhoog. Omdat je die bron toch moet slaan en die kosten om kunt slaan over minder huizen. Volgens Dhr. Van Bulderen van Nuon Warmte is het leidingnet van een WKO systeem 4000 EUR/woning. Waarom is dat netwerk zo duur?. In een stadswarmtenet heb je één leiding die water van 90 °C levert. Bij een warmtepomp wil je het lief ste 30 °C water leveren omdat je dan de beste COP hebt, maar je moet 70 °C leveren voor je warme tapwater. Dus da t is een apart leidingnet. Daarom is het leidingnet van een WKO systeem ook 4000 EUR per woning omdat je vaak 6 leidingen moet leggen. Ruimteverwarming, koude, tapwater – aanvoer en retour. Tapwater komt per definitie uit
141
de ketels. Ruimteverwarming komt uit warmtepomp, m.u.v. in piekvraag situaties. In systemen zoals Nuon Warmte die bouwt. In een eerder stadium is geprobeerd om een deel van het tapwater met de warmtepomp te doen, maar daar worden de installaties zo ontzettend complex van dat niemand het meer snapt en het dus ook niet functioneert. Biomassa boiler - Waar zijn biomassa boilers inzetbaar? Op de schaal van het onderzoek (100 kW-10 MW) zijn biomassa boilers alleen realistisch in nieuwbouw. Bestaande bouw is per definitie heel lastig aan te sluiten op warmte-infrastructuur. De vervanging van collectief ketelhuis in een flat zou kunnen. Echter dan zit je wel met emissie-eisen en er moet voldoende ruimte beschikbaar zijn. Zeker voor de wat grotere systemen denkt Carel dat het heel moeilijk is om in de bebouwde omgeving een milieuvergunning te krijgen. - Wat zijn de investeringskosten van een biomassa systeem? Tussen de 400 en 500 EUR/kW inclusief de rookgasreinigingsinstallatie. - Wat zijn de investeringskosten van een gasketel? Tussen de 100 en 150 EUR/kW. - Wat is de efficiency van een biomassa boiler? Een biomassa boiler heeft ongeveer een rendement van 80%. EBATECH Wat is de werkwijze van EBATECH? EBATECH is actief in nieuwbouw en bestaande bouw (renovatieprojecten). Er komt een klantvraag binnen en EBATECH stelt een plan op. Er wordt bekeken welke opties geschikt zijn in een bepaalde situaties en welk deel van de klant-ambitie daarmee in te vullen is. Vaak is de ambitie heel eenvoudig: CO2-neutraal. In de praktijk blijkt vaak dat dat best lastig is om voor elkaar te krijgen. Daar begint het bijsturen naar een realistisch, haalbaar plan wat ook past binnen de financiële kaders die aanwezig zijn. Daar volgt dan een concept uit: een beslisdocument op basis waarvan de klant kan zeggen: “dit laten we door jullie doen”. Vervolgens is er een engineering afdeling die de installaties kan ontwerpen en het realisatietraject begeleidt. Die zorgt ervoor dat het goed wordt opgeleverd. Meestal heeft de projectontwikkelaar de regie over de bouw, die huurt een installateur in en EBATECH begeleidt de installateur. Negen van de tien partijen met een vraag naar duurzame energie doen dit puur met kostenbesparing als doel. Die hebben niets met duurzaam. Dat is niet erg, maar het maken van een verduurzamingslag is niet altijd rendabel. De kans is dus groot dat je iemand die zo’n vraag stelt moet teleurstellen. Want zo’n partij hoort van alles, leest de krant, hoort “CO2 neutraal, dat kan allemaal, dan heb ik geen energiekosten meer”. Dat klopt ook: je energiekosten zijn heel laag, maar de investering moet je wel doen.
142
Interview Hans Rödel, 29 november 2010 Functie: Contractor, PH&S, Warmte Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de belangrijkste issues op het gebied van wet- en regelgeving, de economie en markt van warmtelevering. Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Hans Rödel is contractor. Hij is daarmee o.m. verantwoordelijk voor de inkoop van warmte van warmteproducenten voor de stadswarmte netten van Nuon Warmte. In de toekomst zal naar verwachting de prijs van warmte uit klein- en middelgrote WKC installaties stijgen. De huidige ontwikkelingen op de elektriciteitsmarkt (o.a. een toename van de grootschalige productiecapaciteit) leiden tot een dalende forwardcurve, ofwel daling van de elektriciteitsprijzen. Met klein- en middelgrote systemen moet je concurreren tegen deze elektriciteitsprijzen. Als warmteproducent heb je veelal een must run-verplichting. Je moet dus ook draaien wanneer je niets of zelfs een negatieve prijs krijgt voor elektriciteit. Deze kosten moeten worden mee berekend in de warmteprijs. Algemeen - De focus van de overheid is altijd gericht geweest op de verduurzaming van de elektriciteitsvoorziening, terwijl warmte een veel groter deel van de primaire energievraag uitmaakt. Wat zijn hier volgens u de redenen voor? “Nederland gasland”: Nederland heeft een buitengewoon fijnvermaasd gasnetwerk, wat is uitgerold na de vonst van de aardgasvoorraad in Slochteren. Ten eerste zijn er enorme (overheids-) belangen bij het in stand houden van een warmtevoorziening op aardgas. Ten tweede moet een alternatief warmteleveringssysteem ook concurreren met het aardgasnet. Stadswarmte is moeilijk rendabel te krijgen. Alleen bij grootschalige projecten is de investering terug te verdienen. Ontwikkeling van een stadswarmtenet Is het gebruiksgemak van stadswarmte hetzelfde als van een HR-ketel? Ja. Een stadswarmteaansluiting heeft hetzelfde gebruiksgemak. Voor tapwater is het gebruik gemak zelfs beter omdat het warmte water altijd beschikbaar is. Geen comfortverlies. - Op welk moment in de ontwikkeling van een nieuwe woonwijk wordt de keuze gemaakt voor stadswarmte? In de ontwerpfase. - Bij wie ligt de beslissing voor stadswarmte? Je moet hierbij onderscheid maken tussen bestaande netten en compleet nieuwe netten. Als je het over een heel nieuw gebied hebt waar nog niets ontwikkeld is, waar je nog een hele hoop opties hebt, dan worden verschillende opties in concurrentie aanbesteed. Zoals stadswarmte, een WKO of een lokaal biomassa initiatief. Hier heb je dus meerdere mogelijkheden waar de gemeente uit kan kiezen. De gemeente maakt hierin dan de beslissing. De afweging vindt plaats op basis van de prijs en de gerealiseerde CO2 reductie. In locaties die dicht bij bestaande netten liggen is het mogelijk om nieuwbouw op het bestaande net aan te sluiten. Dit heet netverdichting. De keuze ligt dan ook wel bij de projectontwikkelaar, die stadswarmte op zo’n moment als aantrekkelijke manier ziet om aan zijn EPC verplichting te voldoen. In situaties waar bronnen en een net voorhanden zijn ligt het voor de hand om met stadswarmte verder te gaan. Een projectontwikkelaar hoeft niet te kiezen voor stadswarmte, maar hij zou bijvoorbeeld ook een WKO oplossing kunnen kiezen als dat volgens hem beter is. - Wat zijn de beoordelingscriteria spelen een rol in een aanbestedingsprocedure? De beoordeling vindt plaats op basis van de vereiste aansluitbijdrage en de gerealiseerde CO2 reductie. Als een woning op het stadswarmtenet wordt aangesloten wordt er een aansluitbijdrage betaalt. Die aansluitbijdrage zit bij de kosten van de woning in. Als de woning door een projectontwikkelaar wordt gerealiseerd dan betaalt hij in eerste instantie die aansluitbijdrage en die wordt dan doorberekend in de prijs van het huis. Wordt de woning door een particulier gerealiseerd dan is die degene die betaalt. Het verschil tussen de verschillende aanbieders zit in de kosten om een woning aan te sluiten. De (maximum) warmteprijs per GJ wordt gereguleerd door de warmtewet.
143
Het vastrecht zit in het tarief wat de warmteklant betaalt. En datzelfde geldt voor de warmteprijs. Deze tarieven veranderen twee keer per jaar. De warmteprijs is gekoppeld met de kleinverbruikers gasprijs. Die wordt vastgesteld voor januari t/m juni en voor juli t/m december. Vastrecht en warmteprijs komen dus jaarlijks terug. De aansluitbijdrage wordt eenmalig betaald. Het vastrecht en de warmteprijs worden gereguleerd door de warmtewet en zijn volledig gebaseerd op het Niet Meer Dan Anders-principe. De warmteafnemer betaalt nooit meer dan hij zou betalen als hij gasafnemer was geweest met een HR-ketel. - Is de aansluitbijdrage gereguleerd? De aansluitbijdrage voor nieuwe netwerken wordt niet gereguleerd. De aansluitbijdragen maken deel uit van de onderhandelingen en gelden dan vaak voor een heel concessiegebied waar een nieuw warmtenet wordt aangelegd. De aansluitbijdrage in bestaande netten is wel gereguleerd en gebaseerd op NMDA. Bestaande “oudere” netten hebben een andere aansluitbijdrage (over t algemeen lager) en dit is met name dan voor uitbreidingen woningen in deze netten. - Wat zijn er vervolgens voor formaliteiten voordat Nuon een stadswarmtenet kan gaan ontwikkelen? Concessie van de gemeente De aansluitbijdrage maakt deel uit van de aanbesteding. De aansluitbijdrage bestaat uit een gas gerelateerd gedeelte en een rentabiliteitsbijdrage. De aansluitbijdrage zijn in wezen kosten per woning om een haalbaar project te krijgen. Een project moet een bepaalde rendementsdoelstelling halen. Ook die rendementsdoelstelling wordt straks gereguleerd in de warmtewet (6,35%). Vergunningen Er zijn een heel aantal vergunningen nodig. Bouwvergunning en een vergunning om de leidingen in de grond te mogen leggen. Daar moet je vergunningen voor hebben van de gemeente. Kwaliteitsverklaring om stadswarmte mee te mogen laten tellen in de EPC Nuon neemt het initiatief voor de aanvraag van een kwaliteitsverklaring. De partij die de woningen ontwikkelt moet een kwaliteitsverklaring hebben omdat ze met die kwaliteitsverklaring kunnen aantonen dat ze door stadswarmte voordeel hebben op de EPC. Ze hebben de kwaliteitsverklaring nodig om een woning te kunnen ontwerpen voor de juiste EPC. Als een woning niet aan de EPC-eis beantwoord wordt er geen bouwvergunning afgegeven. Je mag stadswarmte maar voor 0,2 meetellen in de EPC. - Welke partijen neemt Nuon Warmte weer in de arm? Aannemers om het net in de grond te leggen. - Welke overeenkomsten bestaan er tijdens de operationele fase van de warmtelevering? Contract met warmteproducent. Wanneer Nuon niet de warmte producerende partij is wordt er een lange termijn contract afgesloten met de leveranciers van warmte. Een gebruikelijke periode is 15 jaar. Er zijn ook nog een heel aantal bestaande overeenkomsten die al in de jaren ’90 zijn gesloten die nu nog doorlopen. Het wisselt van project tot project. Levering van warmte Er is niet echt een contract. Bij de woning hoort een aansluiting. De bewoners zijn beschermt door de Warmtewet. En ze rekenen maandelijks af wat ze gebruiken. De tarieven worden 2 keer per jaar aangepast. Vaste prijzen komen wel voor maar dat is met name voor de grootafnemers. Monitoren CO2 uitstoot Als je met een gemeente afspraken hebt gemaakt over de hoeveelheid CO2 die je gaat reduceren moet je dat elk jaar monitoren. Daarvoor moet je precies vastleggen wat je hebt geleverd aan het net, van welke bronnen deze warmte kwam, of dat duurzame bronnen zijn geweest of aftap uit een stoomturbine, of hulpwarmtecentrale warmte. Dat kun je allemaal monitoren en meten. Vervolgens ga je kijken welke CO2 reductie je hebt behaald voor dat jaar ten opzichte van een referentie. Bij nieuwe woningbouwontwikkeling worden vaak plukjes woningen opgeleverd. Die plukjes woningen worden niet meteen aangesloten op een hoofdbron want ze liggen te ver verspreid. Wat er dan vaak gebeurd is dat er met tijdelijke ketels wordt gewerkt die deelnetjes gaan voeden. Voor die tijdelijke ketels moet je ook afspraken maken. Je moet vergunningen hebben om zo’n ding neer te mogen zetten, je moet een gasaansluiting hebben, een elektriciteitsaansluiting hebben. Je moet een ketel huren die je dan neerzet op de locatie. Dus daar heb je ook allerlei contracten voor nodig. De initiële investering voor een warmteproject is heel erg hoog. Daar staat een planning tegenover. Op het moment dat de eerste woningen worden opgeleverd kunnen de eerste
144
aansluitbijdragen in rekening worden gebracht. Wanneer het woningbouwproject vertraging oploopt heeft dat direct consequenties voor je inkomsten en daarmee voor je projectresultaat. Stadswarmtemarkt - Welke bedrijven zijn actief als stadswarmteleverancier? De grote energiebedrijven. De drie grootste stadswarmteleveranciers zijn Eneco, Essent, Nuon en dan heb je nog kleinere lokale partijen zoals Purmerend. Eneco, Essent en Nuon zijn de partijen die op aanbestedingen reageren, maar ook een lokaal initiatief is mogelijk. Het is echter onwaarschijnlijk dat een partij als Purmerend gaat inschrijven op een aanbesteding aan de andere kant van het land. Maar het is een vrije markt. Iedereen kan reageren op een aanbesteding. - Waarom zijn voornamelijk deze partijen actief in stadswarmtelevering? Je moet als bedrijf in staat zijn om een grote investering te doen gerelateerd aan de aanleg van het netwerk. Als je kijkt naar het verloop van het rendement van een warmteproject dat heb je een badkuip die op een bepaald moment boven nul uit gaat komen, maar waar wel wat tijd overheen gaat. Grote energiebedrijven zijn goed in staat tot het doen van die grote investering. Daarnaast hebben deze bedrijven een drive om CO2 reductie te realiseren. Warmtelevering is een activiteit waar dat goed mee kan. - Zit er een groot verschil in aanpak tussen Nuon/Essent/Eneco? Of bieden ze gelijkwaardig product/gelijkwaardige dienst? De techniek is in grote mate gelijk. Het zou kunnen dat Essent en Eneco kiezen voor andere warmtebronnen. Nuon Warmte focussed op projecten op basis van grootschalige restwarmte. Eneco en Essent richten zich meer ook op kleinschalige systemen. Welke bron je gebruikt manifesteert zich wel in CO2 reductie die je realiseert en in de kosten. - Zouden andere bedrijven tot de stadswarmte-markt kunnen toetreden? Ja. Dat gebeurt ook in de vorm van lokale initiatieven. - Groeit de markt voor stadswarmte? Ja. Met name door nieuwbouwprojecten. En ook door de bestaande bouw die nu wordt aangesloten. Collectieve ketelhuizen zijn makkelijk aan te sluiten op stadswarmte. - Zijn er gemeenten die een bepaalde stadswarmteleveranciers als “preferred supplier” hebben? Amsterdam heeft Westpoort Warmte als eerste gesprekspartner. Als je een goed net hebt met een goede CO2 prestatie ligt het voor de hand om als gemeente eerst om de tafel te gaan met de lokale leverancier. Dus Rotterdam: Eneco. Arnhem: Nuon. - In hoeverre hebben de producenten van warmte onderhandelingsmacht? Het is gewoon een zakelijke deal met een commercieel traject. De kosten die gemaakt moeten worden om de warmte te leveren zijn daarin heel bepalend. De producent met een gasgestookte eenheid die de warmte moet leveren maakt gewoon kosten om die warmte te maken. Je hebt ook te maken met peak en off-peak situaties van elektriciteit. Als het voor de producent niet rendabel is om de centrale te laten draaien gedurende off-peak uren, maar hij moet draaien omdat hij die warmte moet leveren. Er is een must-run verplichting. Zo’n must run verplichting kan geld kosten omdat hij gedwongen is om het geproduceerde elektriciteit op het net te zetten en daar een negatieve marge voor te halen, omdat zijn gaskosten hoger zijn dan dat hij krijgt voor de elektriciteit. Dat soort kosten zijn in feite toe te rekenen aan de warmte. Dus dat werkt kostprijs verhogend. Een AVI draait vrijwel altijd. Z’n hoofddoel is het verbranden van afval. Hij produceert elektriciteit. Het is ook wel nuttig om warmte af te zetten, dat verhoogd z’n totaal rendement. Bij die gasgestookte centrale speelt de elektriciteitsmarkt en de gasmarkt een hele belangrijke rol. Bij een AVI is de situatie net anders. Die draait gewoon fulltime gedurende het jaar als dat kan voor het verbranden van afval. - Worden industriële partijen “gestraft” voor het wegkoelen van restwarmte, ipv dit nuttig in te zetten? Nee, maar er is voor deze partijen wel een drive om hun restwarmte nuttig kwijt te kunnen. Dit scheelt in koelwaterbehoefte of koeltorens die je neer moet zetten. Als je een goede bestemming voor je restwarmte kunt vinden waarbij je ook nog eens voor je gederfde kosten gecompenseerd wordt dan is dat altijd goed. Het verhoogt het rendement van de huidige installatie. Het bevoegd gezag kijkt ook altijd wel of er mogelijkheden zijn om restwarmte goed kwijt te kunnen. Hier staat ook wel wat in de Warmtewet over: dat producenten wel moeten kijken of ze wat met hun restwarmte kunnen.
145
Techniek - Is er een level playing field tussen de verschillende warmtetechnologieën? Nee, de warmtepomp wordt op dit moment bevoordeeld ten opzichte van stadswarmte, om de volgende redenen: voor warmtepompen is subsidie beschikbaar de individuele warmtepomp zit als gebouwgebonden maatregel in de Energie Prestatie Wetgeving, stadswarmte als gebiedsgebonden maatregel. daarnaast hoeft de praktijkperformance van individuele oplossingen als een warmtepomp niet beoordeeld te worden. Een warmtepomp wordt eenmalig meegenomen in de EPC en daarna is er geen controle op. Stadswarmteleveranciers moeten wel jaarlijks laten zien dat de beloofde CO2 reductie wordt behaald. - Wat is de prestatie van bio-WKKs? Purmerend is op dit moment de mogelijkheden voor een bio-WKK aan het bekijken. Dit kan een houtgestookte warmte installatie zijn maar ook een houtgestookte warmte/kracht installatie. Er is een bepaalde schaalgrootte nodig om rendement te behalen. Bio-WKKs zijn afhankelijk van subsidie: hout is duur en investeringen zijn hoog. Daarnaast zijn er behoorlijke hoeveelheden biomassa nodig, wat een heleboel transportbewegingen tot gevolg heeft. Ook voor de warmtevoorziening in Almere Poort behoorde bio-WKK tot de opties. Er is echter na de overname van Reliant door Nuon samen met de gemeente de keuze gemaakt om de warmtenetten van Almere en Amsterdam te koppelen, zodat de restwarmte van de Diemen centrale gebruikt kan worden in o.m Almere Poort. De transportbewegingen voor de aanvoer van biomassa werden als onwenselijk gezien. Wetgeving - Wat is de belangrijkste wet- en regelgeving voor de verduurzaming van de warmtevraag van nieuwbouw? De Energie Prestatie Wetgeving, met daarin de EPC normen. Naar verwachting wordt de EPC begin 2012 omgevormd in de EPG en EMG normen. De EPG is gebouwgebonden, de EMG gebiedsgebonden. Op dit moment dient de EPC voor nieuwbouw 0,8 te zijn, maar per 1 januari gaat dit omlaag naar 0,6. Als het casco van een huis op dit moment op 1,0 wordt gewaardeerd en er is een stadswarmte aansluiting, dan krijgt het hele huis een 0,8, want voor stadswarmte mag je maximaal 0,2 aftrekken. Dit mag alleen wanneer er een zogenaamde kwaliteitsverklaring beschikbaar is voor een stadswarmtenetwerk met een voldoende hoog rendement. Zowel TNO als Ecofys kunnen kwaliteitsverklaringen uitvaardigen. In de nieuwe wet- en regelgeving wordt de kwaliteitsverklaring vervangen door de EMG. De nieuwe Energie Prestatie Wetgeving met EPG en EMG is vormgegeven als een zogenaamde “getrapte eis”. Om de normwaarde te bereiken dienen eerst maatregelen genomen te worden van de eerste trap en vervolgens pas van de tweede trap. De eerste trap bevat gebouwgebonden maatregelen. Hieronder vallen energievraag beperkende maatregelen als HR++ glas en isolatie, maar ook zonnepanelen, zonneboilers, micro WKK en warmtepompen. De tweede trap bestaat uit alle gebiedsgebonden maatregelen: hieronder valt stadswarmte. Bestaan er ook dergelijke eisen voor de bestaande bouw? Nu de nieuwbouw zo goed als stil ligt wordt de bestaande bouw een belangrijkere markt voor allerlei partijen betrokken bij duurzame warmtesystemen. Eisen voor de energieprestatie van de bestaande bouw zijn er ook al in de vorm van een energielabel. Woningbouwcorporaties zijn naar aanleiding van een convenant met de overheid bezig met het verbeteren van de energieprestatie van hun woningenportefeuille, oftewel het maken van een “labelsprong”. Stadswarmte kan hierin een rol spelen. Een woning waarin de gas aansluiting wordt vervangen door een stadswarmte aansluiting maakt een labelsprong. Gevolg hiervan is dat de huurprijs verhoogd mag worden. Echter, het energieverbruik en daarmee de energierekening voor de huurder blijft hetzelfde omdat er aan het casco niets is veranderd. De huurder merkt dus niets van de stadswarmte aansluiting op zijn energierekening, maar krijgt wel een hogere huur voorgeschoteld. Eisen aan tapwaterlevering Water dat als tapwater geleverd wordt moet altijd een temperatuur hoger dan 60 °C hebben om kans op legionella besmetting uit te sluiten. In geval van een lage temperatuur verwarmingssysteem is er altijd een additionele verwarmingsapparaat nodig om het tapwater op het wettelijk vereiste niveau te brengen. - Valt stadswarmtelevering onder het EU emissiehandelssysteem? De productie van de warmte valt onder het emissiehandel systeem. De huishoudens zelf niet, dus de levering niet. Als de warmteproducenten dus in de toekomst meer moeten gaan betalen voor CO2 komt dat ook terug in de warmteprijs. In het geval van gaslevering is dat niet. Daardoor wordt warmtelevering duurder, maar de maximum prijs per GJ is gerelateerd aan de gasprijs.
146
Grootschalig vs. kleinschalig - In welke situaties is het beter om stadswarmte in te zetten en in welke situaties decentrale, kleinschalige systemen? Er is eigenlijk een permanente strijd tussen grootschalige projecten en kleinschalige projecten. Volgens Dhr. Rödel verdient het de voorkeur om warmtelevering altijd grootschalig op te zetten als goede warmtebronnen aanwezig zijn en pas voor kleinschalige systemen te kiezen wanneer er geen warmtebron beschikbaar is of niet voldoende dicht in de buurt is. Er zijn op verschillende plekken in Nederland grote hoeveelheden restwarmte nog onbenut. Echter warmtevraag- en aanbod weten elkaar niet altijd te vinden. In het geval van nieuwbouw projecten is een volgende aanpak geschikt: Bevindt de nieuwbouw zich in een stadswarmtegebied: dan stadswarmte, maar per case bekijken (warmte tenzij beleid). Stadswarmte moet wel een EPC sprong van 0,2 kunnen maken. Dat haal je eenvoudig wanneer je een Afval Verbandings Eenheid de warmtebron is of in geval van een moderne Warmte Kracht Centrale. Alle milieuwinst die je veroorzaakt boven de 0,2 mag je niet meetellen. Bij een warmtepomp wel. Kleine gebieden of geen stadswarmtenetwerk in de buurt: Kleinschalig stadswarmtenet: dit is echter heel lastig of moeilijk rendabel te krijgen voor minder dan 500 woningen. WKO: bij 50 woningequivalenten of meer is een WKO een optie. De exploitatie van een WKO installatie is echter heel erg arbeidsintensief. Hetzelfde geldt voor mini WKKs. Je hebt dezelfde voorzieningen nodig als in het geval van een groot net, maar profiteert niet van de schaalvoordelen van een groot net. Daarnaast heb je ook voor een klein systeem een back-up faciliteit nodig. Dit maakt het systeem erg duur. Bestaande bouw verdient echter ook de aandacht, met name de locaties waar je collectief wat kunt doen. Woningbouwcorporaties zijn hiervoor belangrijk. Deze zitten met name in de grote steden (Rotterdam, Amsterdam, Den Haag). Financieel - Wat zijn de kosten van warmtelevering? De kosten zijn heel sterk afhankelijk van de energieprijzen (gas, olie, elektriciteit, CO2) en de warmtebron die levert, heb je het over restwarmte zit je tegen de 2 €/GJ en de ketelwarmte voor tijdelijke opwek gaat richting de 15 €/GJ. Olie gestookte ketelwarmte is nog duurder. De hoofdbron warmte kosten (met name van nieuwere eenheden) zitten veelal onder de 10 €/GJ waarbij de gasgestookte STEG warmte de duurste is. AVI warmte is vaak weer wat goedkoper. De kosten voor warmtelevering liggen ergens tussen de 2 – 15 €/GJ. - Waaruit bestaan de belangrijkste investeringskosten in een stadswarmtenetwerk? De belangrijkste kostenposten zijn het netwerk, de afkoppeling restwarmte en de hulpwarmtecentrales. De kosten van warmte uitkoppeling zijn heel divers en sterk afhankelijk van het type uitkoppeling en welke partij de investeringen doet. Stel dat warmte wordt uitgekoppeld en de producent doet de investering dan zullen de kosten van de investering terug komen in de warmteprijs. Als het distributiebedrijf de investering doet in de productie installatie (niet gebruikelijk maar kan wel) dan kan de warmte veelal op een kostprijs basis worden uitgekoppeld. Daarnaast is van belang welke warmtebron het betreft. Bij uitkoppeling uit een stoomturbine middels een aftapvoorziening gaat de geleverde warmte ten koste van een stukje elektriciteitslevering en die kosten moeten worden vergoed. Bij uitkoppeling van een echte restwarmte bron zijn er geen kosten aan de warmte uitkoppeling. Verder heb je met name bij warmte/kracht ook te maken met “must run” kosten. Dat wil zeggen dat een WKC eenheid extra kosten moet maken (als gevolg van de slechte spark spread tijdens off-peak uren) omdat de installatie in bedrijf moet blijven als gevolg van de warmtelevering. Voor hulpwarmtecentrales is 150€/kWth een goede indicatie, dit betreft dan wel de in steden ingepaste HWC installatie die aan de nodige bouwkundige/welstand eisen moeten voldoen. Staat de HWC op een industriële locatie kan het vaak wel goedkoper en zit je meer in de grote orde 125 €/kWth of iets lager. - Kun je een indicatie geven van de netverliezen? De omvang van de netverliezen varieert. Voor de nieuwe grote netten kun je uitgaan van ca. 25% netverlies (over een jaar bezien). Voor de bestaande grote netten ligt dit vaak rond de 30%. Voor elke GJ warmte die je aflevert bij de klant moet je dus extra warmte inkopen. In geval van 25% netverlies verlies koop je 1,33 GJ in waar je wel inkoopkosten voor moet betalen. Voor de wat kleinere netten (met gasmotoren of warmtepompen) zal het netverlies in grote orde 10 tot 15% zijn.
147
- Kun je een indicatie geven van de CO2 uitstoot per geleverde GJ? Je kunt aannemen dat bij een stadswarmteproject waarbij de warmte wordt geleverd door een WKC de CO2 emissiereductie ca. 50% is. Bij een AVI is dat ca. 80%. Qua getallen kom je ongeveer uit op 30 – 35 kg CO2 per geleverde GJ bij een WKC en ca. 10 – 15 kg CO2 per geleverde GJ bij een AVI.
148
Interview Marlies Sikken, 20 oktober 2010 Functie: Beleidsadviseur, EA&S Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in het tot stand komen van duurzame warmteprojecten en de rol van verschillende lagen van overheid daarin. Functie - Kan je wat vertellen je functie? Marlies coördineert onder andere het governmental partnering programma. Het governmental partnering programma is 2 jaar geleden opgezet vanuit de wens om op een effectieve manier in te kunnen spelen op de klimaatambities van gemeenten en provincies. Steeds meer lokale overheden ontwikkelden dergelijke ambities. Het organiseren de communicatie vanuit Nuon richting deze partijen en het aan elkaar knopen van de verschillende Nuon proposities bleek wenselijk. Het programma is gericht op lokale overheden en niet op de rijksoverheid. Vragen naar aanleiding van ‘discussion note’ Local Sustainable Energy Companies: Wat is precies de achtergrond van dit onderzoek? Dit onderzoek naar Local Sustainable Energy Companies is een uitvloeisel van het governmental partnering programma. Er werd gesignaleerd dat meerdere lokale overheden initiatieven ontplooiden rondom LSECs. Het onderzoek had ten doel het verkrijgen van inzicht in deze ontwikkeling en het faciliteren van een stellingname ten aanzien van LSECs. LSEC: Je zei gisteren dat er dus nog weinig concrete activiteiten zijn, maar het is wel een duidelijke trend. Waardoor worden dit soort initiatieven gedreven denk jij? Is de lokale overheid in alle huidige activiteiten de initiator? Het is inderdaad op dit moment een trend. Waarschijnlijk is de echter van tijdelijke aard en neemt het aantal initiatieven de komende 2 jaar af. Gemeenten kunnen goedkoper geld inzetten, maar veel gemeenten moeten de komende tijd bezuinigingen. De niet-wettelijke taken zijn dan de eerste die wegvallen (waaronder dus dit soort projecten). Daarnaast hebben marktpartijen al een heel aantal initiatieven als onrendabel of niet levensvatbaar bestempeld. Er bestaan verschillende motieven voor deze activiteiten. Ten eerste spelen ambities van individuele bestuurders een rol. Deze energieprojecten spreken aan, iedereen vindt het leuk en het is een relatief makkelijke manier om goede sier te maken. Ten tweede komen LSECs voort uit onvrede over de voortgang van een duurzame energie transitie, uit ongeduld (“als de grote bedrijven het niet doen doen wij het wel”). Tenslotte speelt er een zeker gemeenschapsgevoel: men vindt het prettig dergelijke activiteiten in de achtertuin te ontplooien. Burgers vinden het ook prettig om zich aan zulke initiatieven te verbinden. Dit is een voordeel dat dergelijke projecten hebben ten opzichte van de e-bedrijven. LSEC is vaak PPP: lokale overheid is publieke deelnemer, wat voor bedrijven zijn als private partner betrokken? Private deelnemers zijn vaak energiebedrijven. Essent is bijvoorbeeld redelijk actief op dit gebied, al lijkt het erop dat zij terughoudender worden. Het kunnen ook aanbieders van specifieke technologieën zijn. In Heerhugowaard is bijvoorbeeld een aanbieder van zonnepanelen betrokken. In de fase waarin veel LSECs zich op dit moment bevinden (slecht op papier) is er een belangrijke rol weggelegd voor consultants. Er wordt gesteld dat grote e-bedrijven een slechte reputatie hebben bij gemeenten en provincies wanneer het gaat om small scale distributed projects. Waar komt dit vandaan/wat is de geschiedenis hiervan? Grote energiebedrijven hebben over het algemeen een slechte reputatie (“vies”, “werken niet snel genoeg mee aan de transitie naar een duurzame energiehuishouding”). E-bedrijven hebben niet zozeer een slechte reputatie wanneer het gaat om kleinschalige energieprojecten, ze worden slechts niet als geschikte deelnemer gezien door lokale overheden. Nuon heeft relatief weinig warme contacten buiten het voormalige Nuon-gebied (bij gemeenten en provincies). Hoe is dit in verhouding tot ander energiebedrijven? Is Nuon er actief mee bezig om hier verandering in te brengen? Betekent dit ook dat het in niet-Nuon gebied lastiger is om projecten van de grond te krijgen/gemeentelijke medewerking te verkrijgen? Is Nuon in ‘warme gebieden’ wel automatisch gesprekspartner in energie-gerelateerde zaken?
149
In zogenaamd buitengebied (ten opzichte van het binnengebied: daar waar Nuon de grootste klantenbestanden heeft, dit is gerelateerd aan het vroegere aandeelhoudersschap) is het minder makkelijk om voet aan de grond te krijgen. Je bent minder snel op de hoogte van kansen. Nuon is wel bezig met stakeholder engagement in buitengebied, waarschijnlijk evenveel als de concurrentie. Op dit moment is Groningen belangrijk, naar aanleiding van de bouw van de Magnum centrale daar en de wens om activiteiten daar uit te breiden (op dit moment voornamelijk energiebesparende activiteiten, warmte is minder rendabel door de geografische spreiding van de bebouwing). In de summary staan verschillende typen projecten beschreven: ‘projecten die niet zo financieel robuust zijn als Nuon ze zou willen’ zijn die per definitie ook niet interessant voor Nuon? Klopt. Bij deze projecten zijn teveel positieve aannames gedaan, bijvoorbeeld ten aanzien van het aantal aansluitingen of het te verkrijgen subsidiebedrag. ‘projecten die wellicht interessant zijn maar moeilijk in te komen’ welke rol zou Nuon willen vervullen in deze projecten? Welke rollen zijn wellicht interessant (zie supply chain)? En welke rollen zou Nuon nooit willen innemen? Misschien financiering? Zie pagina 14 in de discussion note. Al deze rollen zou Nuon mogelijkerwijs kunnen vervullen. Echter, Nuon stelt een aantal randvoorwaarden voor investering. Nuon moet een zekere mate van controle kunnen uitoefenen, er moet een goede business case liggen, een project moet passen binnen de strategische richting van het bedrijf en de groenrechten (groencertificaten) moeten voor Nuon zijn. Kleine projecten staan niet voor in de rij doordat de investeringen omvangrijk zijn, maar de hoeveelheid groenrechten die de projecten opleveren slechts beperkt zijn. Gemeentelijke doelstellingen Wat voor soort doelstellingen hebben gemeenten en provincies op het gebied van DE? Grote verschillen? Volgen deze doelstellingen uit afspraken met het Rijk of komen ze uit eigen initiatief? Wat is de motivatie? (kan bv. ook imago zijn) Gemeenten zijn vaak heel erg ambitieus, een voorbeeld is Utrecht. Dit kost de gemeente heel erg veel geld. Gemeenten zetten erg ‘strakke stolpen’ om hun eigen gemeentegrens. Het is vaak de vraag of op deze manier wel voor de meest efficiënte oplossing wordt gekozen (“misschien zijn windmolens op de Utechtste heuvelrug niet de meest efficiënte oplossing”). De gemeentelijk ambities volgen niet uit afspraken met het Rijk. Het Rijk heeft de nationale doelstellingen doorvertaald naar doelstellingen voor sectoren. Wat is de relatie tussen nationale DE doelstellingen en lokale doelstellingen? Die is niet zo hard. Er is een klimaatakkoord maar daar staan geen harde afspraken in. Gemeenten gaan zelf veel verder. Heeft het Rijk formele bepalingen waarmee de gemeenten gebonden zijn aan verduurzaming? Nee. Zijn er veel verschillen tussen gemeenten/provincies: klein/groot of regionaal? Er zijn grote verschillen. De ene provincie of gemeenten is veel ambitieuzer dan de andere. Dit hangt samen met de andere problemen waar men mee kampt. De provincies Utrecht en Groningen zijn bijvoorbeeld ambitieus. De stad is dat ook. Apeldoorn is koploper in het opzetten van een eigen energiebedrijf. Hebben gemeenten/provincies vaak verduurzamingsdoelstellingen voor de eigen gebouwen? Nee, vaak niet. Er is wel een toename te zien. DE projecten zoals de Kuip, of ArenA in Amsterdam, worden die aangejaagd door de gemeente? In het geval van de Kuip was de gemeente Rotterdam betrokken, maar het ging hier om een breder gebiedsontwikkelingsproject. De ArenA heeft zelf de duurzaamheidsdoelstellingen geformuleerd. Echter partijen als de ArenA overzien vaak niet wat er kan en daar kan Nuon dus bijdragen.
150
Interview Richard Spierenburg Functie: Adviseur installaties bij woningcorporatie Ymere Doel van het interview: • Inzicht verkrijgen in woningbouwcorporaties. • Bepalen in hoeverre Ymere representatief is voor de andere woningbouwcorporaties in Nederland. • Bepalen of Ymere/woningbouwcorporaties een potentiële klantgroep zijn voor duurzame warmteleveringssytemen. En zo niet, waarom niet? Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Richard Spierenburg werkt op de afdeling onderhoudsstrategie en aanbesteding. Dit is een stafafdeling binnen het woonbedrijf van Ymere. Het woonbedrijf is verantwoordelijk voor de bestaande woningvoorraad en daarmee voor kleinschalige renovaties. Naast het woonbedrijf is er het Ymere ontwikkelbedrijf G&PO. G&PO gaat over grootschalige renovaties en nieuwbouw. Dhr. Spierenburg is adviseur installaties, wat betekent dat hij op zowel beleidsmatig niveau als op het niveau van de uitvoering adviseert over alle soorten technische installaties, zoals energie installaties en ventilatie systemen, maar ook liften en glasvezelbekabeling. Ymere Waar is Ymere actief? In de Noordelijke randstad. De kernvoorraad zit in Amsterdam. Ymere heeft 7 vestigingen, waarvan 4 in Amsterdam met elk 7.000-10.000 woningen. De andere kantoren staan in Almere, Haarlem en Hoofddorp. Wat is de samenstelling van het woningportfolio van Ymere? Ymere beheert ruim 84.500 woningen, winkels en bedrijfsruimten en ontwikkelt daarnaast op grote schaal nieuwe huur- en koopwoningen en maatschappelijk vastgoed. De meeste projecten zijn een mix tussen huur- en koopwoningen. Waarin onderscheid Ymere zich van andere woningcorporaties in Nederland? Ymere is op dit moment de grootste woningcorporatie van Nederland en is vooral gericht op integrale gebieds- en wijkaanpak. Wat is de geografische spreiding tussen de woningen? Is Ymere meestal eigenaar van een heel blok? Of wonen in de meeste gevallen huurders en eigenaren door elkaar heen? Over het algemeen bestaat de woningvoorraad uit hele complexen. Er wonen in veel, met name in nieuwbouw, gevallen huurders en eigenaren door elkaar heen. De eigenaren in een complex worden vertegenwoordigd door een Vereniging van Eigenaren. Hierin heeft Ymere dan meestal de meerderheid. Wat is de leeftijd van de panden? De leeftijd van de woningen loopt heel erg uiteen. Een groot gedeelte van het woningenbestand is vooroorlogs, voornamelijk in Amsterdam en Haarlem. De afgelopen jaren in echter ook veel nieuwbouw gepleegd. Energiebeleid Heeft Ymere een energiebeleid? Ja. Wat zijn de doelstellingen van dat energiebeleid? De doelstellingen van het energiebeleid van Ymere sluiten aan bij het Aedes convenant. Ymere conformeert zich per definitie aan de doelstellingen van Aedes. Het eigen beleid lijkt daar veel op, maar is toegepast op de eigen situatie. De hoofddoelstelling van het energiebeleid is het realiseren van een besparing in het gebruik van aardgas van 20% in 2020. Het gebruik van duurzame bronnen wordt wel genoemd, maar er is geen concrete doelstelling hierover geformuleerd. Het uitgangspunt van het energiebeleid van Aedes is de Trias Energetica. De focus ligt dus in eerste instantie op energie besparen. Daarnaast is het een belangrijke notie dat Ymere energiedoelstellingen heeft naast allerlei andere doelstellingen en problemen en dat de urgentie niet altijd bij energie ligt. In de toekomst zou een ongeïsoleerd huis een vastgoedrisico kunnen worden, maar dat is op dit
151
moment nog totaal niet het geval. Mensen die op zoek zijn naar een huurhuis kijken op dit moment nauwelijks naar de energieprestatie van hun potentiële woning. Zijn deze doelstellingen gerelateerd aan afspraken met de overheid? Nee, er worden slechts in brancheverband, via brancheorganisatie Aedes, afspraken gemaakt met de overheid. Op wat voor manieren probeert Ymere deze besparingsdoelstelling te verwezenlijken? Via de implementatie van vraagbeperkende maatregelen, voornamelijk door isolatie. Dit is makkelijk te realiseren in het geval van grootschalige renovaties, maar veel moeilijker in bestaande bouw. Voor bestaande bouw heeft Ymere een nieuwe investeringscategorie in het leven geroepen onder de naam “Niet Ingrijpende Woningverbetering” (NIW). Een woningencomplex krijgt een NIW-label wanneer er veel achterstallig onderhoud is en/of veel klachten van bewoners. Er wordt een woningverbeteringplan gemaakt met daarin de maatregelen die genomen gaan worden. Een criterium is dat er na de NIW 25 jaar geen grootschalig onderhoud nodig mag zijn. Daarnaast wil Ymere door middel van de woningverbetering minimaal 2 labelsprongen maken en het liefste een B-label realiseren. Er wordt dus geïnventariseerd wat er gedaan kan worden om die labelsprong te bewerkstelligen. Ymere is op dit moment bezig met uitwerken hoe NIW-projecten in de praktijk uitgevoerd moeten gaan worden. Er wordt gezocht naar leveranciers die een integrale benadering hebben en dit soort projecten vaker hebben uitgevoerd. Bewoners kunnen meestal kiezen uit verschillende NIW-pakketen. Deze heeft Ymere in het leven geroepen om bewoners een keuze te geven. Veel bewoners willen geen woningverbetering vanwege de toename van de huurkosten en de overlast die daarmee gepaard gaat. Complexen waarin eigenaren en huurders door elkaar wonen kunnen geen NIW-label krijgen. Huidige situatie warmtelevering Wat voor soort installaties worden er op dit moment gebruikt? Het grootste gedeelte van de woningvoorraad heeft een individuele cv-installatie. Dit is meestal een HR-ketel. Ymere heeft nog maar weinig complexen met een collectief ketelhuis. Deze zijn in de afgelopen jaren bijna allemaal ontmanteld en vervangen door individuele installaties. Bewoners willen over het algemeen een individuele installatie. Men heeft een negatief beeld van collectieve installaties. Verder is een gedeelte van de woningen aangesloten op stadswarmte. Tenslotte zijn er nog ongeveer 15.000 huizen met een geiser en gashaarden. Deze staan vaak in slecht geïsoleerde huizen. Wat voor type contracten heeft Ymere in het geval van deze individuele cv-installaties? Ymere heeft onderhoudscontracten met installatiebedrijven. Bewoners kunnen rechtstreeks bellen naar een installatiebedrijf voor klachten of storingen. Wat voor type contracten heeft Ymere en met welke partijen in geval van een collectieve installatie? De collectieve ketelhuizen zijn eigendom van Ymere. De bewoners betalen Ymere voor de warmte via doorbelasting van de energiekosten. Deze collectieve ketelhuizen vallen onder de warmtewet. Dit is voor corporaties erg vervelend en verwarrend. De huurwet reguleert namelijk ook al het doorbelasten van energiekosten aan huurders. De warmtewet komt daar nog eens overheen. Daarnaast verplicht de warmtewet tot het bijhouden van een omvangrijke administratie, wat een toename van de administratieve lasten tot gevolg heeft. Dhr. Spierenburg vindt een positief gevolg van de warmtewet dat corporaties meer verantwoordelijkheid zullen moeten gaan nemen over het rendement van de installaties. Nu is er bijvoorbeeld in veel gevallen niet echt een prikkel om het rendement van een verwarmingssysteem op orde te houden. Dit verandert door de warmtewet. Verder heeft Ymere een paar complexen met WKO installaties. Een deel van die installaties zijn van Nuon. Nuon doet ook de exploitatie en de bewoners hebben leveringscontracten met Nuon. De beprijzing gaat via het NMDA principe. Bewoners ervaren dit echter veelal als Veel Meer Dan Anders. Lokale duurzame warmteleveringssystemen Is Ymere op dit moment bezig met dit soort systemen? Ymere is maar heel beperkt bezig met duurzame warmtelevering. Er lopen een aantal pilot-projecten. Imago overwegingen waren erg belangrijk bij het opzetten van deze projecten. Ymere is in samenwerking met Nuon bezig met HRe ketels. Verder wordt op een aantal locaties zonne-PV toegepast (geen zonnecollectoren - Dhr. Spierenburg gelooft hier niet zo in). In een aantal complexen staan WKO installaties. Dhr. Spierenburg vindt dit eigenlijk een rare ontwikkeling omdat woongebouwen geen koudevraag hebben. Er zijn ook veel problemen met deze systemen. Bewoners hebben veel klachten, met name ten aanzien van comfort en kosten. Tenslotte zijn er een aantal “gasloze woningen” waar gewerkt wordt met elektrische wandverwarming.
152
Zo nee, waarom niet? Ymere heeft hier een aantal redenen voor. Ten eerste is er geen vraag vanuit de huurders naar collectieve en/of duurzame systemen. Voordat Ymere een investering gaat doen is altijd toestemming van de huurders nodig. Zonder deze toestemming mag Ymere de kosten niet doorbereken aan de huurders. Ymere mag dan dus geen huurverhoging doorvoeren en kan daardoor de investering niet terugverdienen. Wettelijk is het zo dat wanneer 70% van de huurders voor een investering stemt Ymere de overige 30% kan verplichten tot instemming. In de praktijk wordt echter bijna nooit gebruik gemaakt van deze voorziening. Dhr. Spierenburg vertelt dat huurders vaak zelfs al tegen een hele kleine huurverhoging zijn, e.g. van €1 per maand. In het geval van dergelijke kleine projecten besluit Ymere soms om de investering (deels) niet door te berekenen aan de huurders. In geval van grote investeringen kan dat niet. Een CV installatie kost de huurder bijvoorbeeld €40,- per maand. Ten tweede staan in het grootste gedeelte van de woningen op dit moment individuele HR ketels. Deze zijn nog goed en niet aan vervanging toe. Er bestaan daarnaast ook weinig verduurzamingopties voor individuele systemen. Ten derde stuit het ombouwen van collectieve voorzieningen tot duurzame systemen vaak op hoge kosten en zijn gebouwgebonden maatregelen nodig voordat toepassing van de duurzame systemen mogelijk is. Er moet bijvoorbeeld Lage Temperatuur Verwarming worden geïnstalleerd. Dit is onmogelijk te realiseren in bestaande bouw, zowel technisch gezien niet als qua besluitvorming. Bij grootschalige renovatieprojecten zijn er wat dat betreft meer mogelijkheden. Er is ook dan echter vaak de neiging om voor individuele installaties te kiezen. Waar wel kansen voor deze systemen? 1. Het mutatiemoment – het moment waarop de ene huurder een woning verlaat en plaatsmaakt voor een nieuwe huurder is een zogenaamde “window of opportunity” voor in ieder geval energiebesparende maatregelen. Als de huurder van een woning muteert kan de corporatie een huurverhoging doorvoeren. Het mutatiemoment biedt dus kansen voor het doen van investeringen. Op dit moment zit er echter veel druk achter het mutatiemoment. De woning wordt zo snel mogelijk weer gevuld om de hoeveelheid gederfde huurinkomsten te minimaliseren. Voor collectieve systemen moet er een op het niveau van een complex of hele wijk een gebeurtenis plaatsvinden die mogelijkheden voor verandering creëert. Omdat je met zoveel partijen te maken hebt is dit heel zeldzaam. 2. Woningen met geisers: Ymere wil graag af van de geisers in haar woningen om veiligheidsredenen. Vanuit de huurders komt slechts heel incidenteel een vervangingsvraag. Men is dus niet zo bezig met veiligheid en ook het comfort, dat minder is bij een geiser dan bij een cv-installatie, wordt blijkbaar slechts beperkt belangrijk gevonden. Een geiser is goedkoper dan een cv-installatie. In stadswarmtegebied is het interessant om de geisers te vervangen door een stadswarmteaansluiting. In Amsterdam Noord heeft Ymere een inspanningsverplichting om de bestaande woningvoorraad aan te sluiten op stadswarmte. In huizen waar een cv installatie staat doe je dat niet, maar wel in huizen die nu gebruik maken van een geiser. 3. Een kans voor energiebesparende maatregelen, maar ook wellicht duurzame energiesystemen doet zich voor wanneer de energielabels worden opgenomen in het woonwaarderingssysteem. Als Ymere investeert in energiebesparende maatregelen maakt op dit moment Ymere de kosten, maar de baten komen terecht bij de huurders in de vorm van lagere energiekosten. Wanneer het energielabel (de maat voor de energieprestatie van bestaande woningen) wordt opgenomen in het huurpuntensysteem kan Ymere wel (een gedeelte van de) investering terugverdienen via de huur. In geval van een hoger energielabel mogen er meer huurpunten worden gerekend wat een hogere huurprijs mogelijk maakt. Of de investering, de huurverhoging en de energiebesparing met elkaar in verhouding zijn is maar de vraag. Het nadeel van de labels is echter dat de bandbreedte per label heel groot is. Het kan voorkomen dat je een grote investering doet en geen label sprong maakt maar van laag in een label hoog in hetzelfde label terecht komt. Dit is vervelend want er zitten heel grote verschillen tussen het aantal huurpunten dat toegekend wordt per label. De consequentie van een laag energielabel is dus enorm. Welke verandering zijn nodig voordat Ymere wel kiest voor collectieve duurzame systemen? Wanneer de huidige warmteleveringssystemen financieel onaantrekkelijk worden, door een toename van de gasprijs, wordt de urgentie anders. In het geval van bestaande bouw: wat voor besluitvormingsproces gaat er aan de investering in een dergelijk warmtesysteem vooraf? Hoe zit het met instemming huurders? En als er ook eigenaren in een pand zitten?
153
Voordat Ymere een investering gaat doen is altijd toestemming van de huurders nodig. Convenanten Wat is het verschil/de relatie tussen “Antwoord op de samenleving” en convenant energiebesparing wat Aedes met VROM heeft afgesloten? De convenanten komen ongeveer op hetzelfde neer. Op dit moment voert Ymere in Aedes-verband gesprekken om tot goede afspraken te komen ten aanzien van het monitoren van de voortgang die behaald wordt op het gebied van energiebesparing. Het lijkt erop dat labels een belangrijke rol gaan spelen. Vraagstukken waar ook over gesproken wordt zijn: Hoe waardeer je sloop van oude gebouwen? Wat doe je met corporaties die gebouwen met een slechte energieprestatie verkopen? Gemeente Bestaan er samenwerkingsverbanden tussen Ymere en de gemeenten? Bijvoorbeeld Amsterdam. Er wordt veel gepraat, maar van een echt samenwerkingsverband is geen sprake. De gemeente probeerde voorheen via Ymere gemeentelijke energiebesparingdoelstelling en duurzaamheiddoelstellingen te behalen. De gemeente heeft haar focus inmiddels verlegd. Het onderwerp energie staat namelijk bij Ymere echt op de kaart. Er wordt veel over gesproken en er is een energiebeleid. Echter, Ymere heeft beperkte mogelijkheden om echt wat te bereiken. Met de grote hoeveelheid dakoppervlak die Ymere in Amsterdam heeft is wellicht wel wat te doen. De Amsterdamse wethouder Marijke Vos had het plan om het dakoppervlak van de Amsterdamse voorraad waaronder die van Ymere te benutten om warm water te produceren met zonnecollectoren en op te slaan. Het idee was om voor de productie en verkoop van dit warme water een energiebedrijf op te richten. Dit idee heeft echter geen doorgang gekregen. Dhr. Spierenburg ziet meer kansen in de nieuwbouw. Op dit moment is er echter weinig nieuwbouw. Door Ymere wordt nog steeds gebouwd, maar er zit wel een dip in. Ook in de nieuwbouw is er echter nog steeds een voorkeur voor cv-ketels. Andere corporaties - Wat is de activiteit van Ymere op het gebied van energiebesparing en duurzaamheid in vergelijking met andere woningbouwcorporaties? Het activiteitenniveau van Ymere is gemiddeld te noemen. Een aantal corporaties zijn actiever. Hoe ze dit financieel kunnen en waarom ze dit doen is Dhr. Spierenburg niet duidelijk. Een voorbeeld is een woningcorporatie Oost-Flevoland Woondiensten. Woonbron, een corporatie actief in Rotterdam en omstreken, was ook erg actief, maar heeft haar activiteitenniveau weer wat getemperd.
154
Interview Harrie van der Wielen, woensdag 9 november 2010 Functie: Business Manager Nuon Warmte Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de totstandkoming en operatie van stadswarmtenetwerken. Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Harrie van der Wielen is een van de Businessmanagers van Nuon Warmte en daarmee budgetverantwoordelijke voor een 30-tal warmteprojecten. Van der Wielen legt uit hoe het bedrijfsonderdeel Nuon Warmte georganiseerd is. Onder de directeur Warmte valt een groep Business Managers, een groep mensen die verantwoordelijk is voor aanleg, een groep mensen die belast is met exploitatie van warmteprojecten, een development, marketing en sales groep en een afdeling EKO, Exploitatie Kleinschalige Opwek, voorheen EnSo (Energy Solutions). In feite functioneert Warmte als een matrixorganisatie. Naast volgens deze functionele indeling wordt er gewerkt in projecten. Een Business Manager heeft een aantal stadswarmteprojecten onder zich en betrekt bij deze projecten mensen uit de verschillende functionele onderdelen. Tot de warmteprojecten waar Harrie van der Wielen verantwoordelijk voor is behoren Arnhem, Duiven/Westervoort, Lelystad en alle WKK’s van waaruit Nuon Warmte warmte distribueert en levert aan klanten, met uitzondering van de WKK’s die staan opgesteld bij tuinders (die vallen onder EnSo). Onderstaande grafiek is een weergave van een typisch warmteproject. Met restwarmte wil je 30-35% van je opgestelde vermogen dekken en daarmee voorzie je in 85-90% van de warmtevraag (in GJ). Dit wordt weergegeven door middel van het rode vlak. Voor de piekvraag (alles boven de horizontale lijn) zet je ketels neer. De ketels dienen ook als back-up capaciteit en worden daarom normaliter voor de volle 100% van de maximale capaciteit opgesteld. Hierbij wordt het (n-1) principe toegepast, de grootste opwekker moet uit kunnen vallen waarbij de warmtelevering nog volledig gegarandeerd is.
De investeringskosten om een restwarmtebron neer te zetten zijn 10 tot 15 keer zo hoog als de benodigde investeringen voor een ketel. Die investeringskosten moet je primair terugverdienen via de verkoop van elektriciteit. Wanneer Nuon de restwarmte gebruikt van een andere partij, zoals de AVR afvalverbrandingsinstallatie, doet Nuon de investering in de warmte-uitkoppeling. Daardoor kan de warmte zelf voor een lage prijs worden verkregen. Net-technisch is het handig om piekvermogen op een andere plek (aan de andere kant van het net) op te stellen, een HWC op een andere locatie dus dan de restwarmtebron. Dit omdat je dan niet alle warmte (maximale piekvermogen) vanaf 1 plek hoeft te kunnen distribueren. Je kunt daardoor dan met kleinere diameters uit de voeten voor je hoofdtransportnet. Stadswarmte Welke factoren zijn bepalend voor het tot stand komen van een stadswarmtenetwerk op een bepaalde locatie? In het verleden speelden factoren als mogelijkheden voor positieve exposure, politieke wil en ambitie een grote rol in aanloop naar nieuwe warmteprojecten. Op dit moment onderneemt Nuon alleen projecten wanneer er een
155
restwarmtebron beschikbaar is. Nuon Warmte bouwt in principe geen restwarmtebronnen, tenzij dit voorkomt uit eerdere verplichtingen, of wanneer de installatie dient als HulpWarmteCentrale. De biomassa gestookte centrale in Lelystad vormt een uitzondering. Dit project is geïnitieerd door de voormalige afdeling ‘Duurzame Energie’, vanuit de wens om ‘iets met biomassa te doen’. Nuon Generation is verantwoordelijk voor de exploitatie van de centrale. Nuon Warmte koopt de geproduceerde warmte in. Welke deel van de Nederlandse warmtevraag wordt bediend via stadswarmtenetwerken? Ongeveer 3-4%. Nuon Warmte heeft 100.000 aansluitingen. In Nederland zijn er ruim 500.000 warmteaansluitingen. Hiervan is de helft van de aansluitingen collectieve warmte-installaties van woningbouwcorporaties en VvE’s, bijvoorbeeld in appartementencomplexen. Potentieel voor verduurzaming is in beide gevallen even groot, alleen het benutten ervan is bij stadswarmte eenvoudiger. Warmtevraag: aan welke temperatuur is behoefte? Met welke temperatuur moet de warmte het net in gaan om in deze behoefte te kunnen voorzien? Dit verschilt heel erg. Het stadswarmtenetwerk in Arnhem is recentelijk overgenomen van de gemeente Arnhem. Hier zijn vooral grote, oude publieke gebouwen op aangesloten. Deze gebouwen hebben warm water met een temperatuur van 90 ˚C nodig. Nuon levert aan de primaire kant dan 120 ˚C in de winter en m.b.v., de warmteafleverset krijgt de afnemer dan 90 °C. Een warmtenetwerk bestaat uit een primair netwerk en een secundair netwerk. Het primaire netwerk is bedoeld voor transportdoeleinden. De temperatuur is hier zo hoog mogelijk (120 ˚C) en de druk is ook hoger dan in het secundaire net (meestal maximaal 16 of 25 bar, afhankelijk van het ontwerp en de afstand die moet worden overbrugd) . Er bestaat een trade-off tussen ∆T van aanvoer en retour en omvang van de transportleidingen (diameter van de leiding). Hoe hoger de ∆T hoe minder water er verplaatst hoeft te worden om dezelfde hoeveelheid warmte te transporteren (Q = m·c·∆T). Tussen het primaire net en het secundaire net zit een regelstation met daarin o.a. een warmtewisselaar. Deze zorgt ervoor dat het water met de juiste aanvoertemperatuur bij de warmtevragers komt. Het water verlaat het systeem bij de consumenten weer met een bepaalde retourtemperatuur. Er bestaan verschillende combinaties aanvoer- en retourtemperatuur, afhankelijk van het type warmtesysteem dat geïnstalleerd is bij de consument.
MiddenTemperatuurVerwarming LageTemperatuurVerwarming
Aanvoertemperatuur (˚C) 90 90 70 55/45
Retourtemperatuur (˚C) 70 50 40 35-30
Is het voordelig voor de operatie van een stadswarmtenetwerk wanneer consumenten een lage temperatuur verwarmingsysteem hebben (vloer- of wandverwarming)? Ja, hoe groter het verschil tussen de temperatuur op het primaire net en de retourtemperatuur hoe beter. Hoe lager de retourtemperatuur, hoe beter. Hier zijn 2 redenen voor: Een groot temperatuurverschil over het primaire net is wenselijk. De grootste investeringen zitten in het primaire net. Bij een groter temperatuurverschil hoeft de diameter minder groot te zijn. Een lagere retourtemperatuur geeft een hoger elektrisch rendement van de centrale (Carnot). Daarnaast zijn de warmteverliezen ook kleiner in geval van LTV (kleiner verschil tussen buitentemperatuur en temperatuur van water in de leidingen). Over welke afstand kun je warmte transporteren? Met andere woorden: wat zijn de verliezen? Je kunt warmte heel goed heel ver transporteren. Het transportnet in Arnhem is 13 km lang. De temperatuur bij de ingang is 125 ˚C en na 13 km 122 ˚C, in de winter. Een centrale op 20 km afstand kan je heel goed aansluiten op een warmtenetwerk. De grootste verliezen treden op in de zomer. Door de lagere warmtevraag is de stroomsnelheid van het water lager. In de winter is de stroomsnelheid 2 m/s. De stroomsnelheid heeft een groter effect op de warmteverliezen dan het temperatuurverschil tussen de temperatuur in de leidingen en de buitentemperatuur. De warmteverliezen in het transportnet zijn naar schatting ca. 8% (in GJ). Op een totaal (wat groter) warmteproject met primair en secundair warmtenet is meestal sprake van een warmteverlies van 25-30% over het hele netwerk
156
Wie zijn de kartrekkers in stadswarmteprojecten? Is dat de eigenaar van de restwarmtestroom? De gemeente? Welke belangen heeft deze partij? De rol van de gemeente is heel erg belangrijk. In het voortraject van een nieuwbouwproject moeten afspraken gemaakt worden met de gemeente in de vorm van een concessieovereenkomst. Je wilt namelijk voorkomen dat er een dubbele infrastructuur wordt aangelegd (ook een gasnet). Je wilt ook zeker weten dat je een bepaald aantal woningen kan aansluiten op een net (mede ook i.v.m. de hoge ‘voorinvesteringen die moeten worden gedaan). De gemeente besteedt de energievoorziening voor een nieuwe woonwijk vaak Europees aan. Om een dergelijke aanbesteding te verkrijgen als partij moet je naast een goede prijs bieden ook een goed verhaal hebben over o.a. te behalen CO2 reductie en duurzaamheid. Het verwezenlijken van een warmtenetwerk draagt bij aan het behalen van gemeentelijke CO2 doelstellingen. In Arnhem is de CO2 uitstoot van een woning met een stadswarmte aansluiting 70% lager dan van een woning op gas. In Amsterdam is dit getal iets lager, maar in ieder geval boven de 50%, uitgaande van een grootschalige restwarmtebron. Een voorbeeld van een gemeente met een vergaand warmtebeleid is Amsterdam. De gemeente voert een ‘warmte tenzij’ beleid. Dit houdt in dat alle nieuwbouw en renovatie op een warmtenet wordt aangesloten, tenzij het warmtebedrijf aangeeft dat dat niet kan (economisch dan wel technisch). Zijn er gebouwen die niet of minder geschikt zijn voor aansluiting op een stadswarmtenetwerk? Twee factoren bepalen hoe interessant het is om een warmtenetwerk aan te leggen: De woningdichtheid: deze bepaalt de hoeveelheid leiding die per woning nodig is. Hoe lager de woningdichtheid hoe minder interessant een project is, omdat de grootste kosten in de leidingen zitten (veel duurder dan een gasleiding). De hoeveelheid woningen in relatie tot de afstand tot een bestaand net, of tot de opwek als er nog geen net ligt. Flatgebouwen met een ketelinstallatie die geen cv-installatie per woning hebben zijn niet/nauwelijks individueel aan te sluiten op stadswarmte, maar wel collectief. - Wordt je als exploitant op dit moment beloond voor het behalen van CO2 emissiereductie? De CO2-reductie zelf wordt niet vergoed. Het is zelfs wel eens andersom: dat je de gewenste CO2 –reductie niet kunt behalen en daarom CO2 certificaten moet inkopen. Op basis van welke afwegingen besluit Nuon om in een stadswarmte project te participeren? - Het project moet rendabel zijn. - Er kunnen strategische overwegingen zijn om een bepaald individueel project aan te pakken. Bijvoorbeeld omdat dat de kansen vergroot om een ander project ook te mogen ontwikkelen. Een voorbeeld is in de gemeente Amsterdam. Vanwege het “warmte tenzij” beleid kan het aantrekkelijk zijn om onrendabele projecten te realiseren, maar vervolgens wel de kansen te vergroten om ook een nog te ontwikkelen woonwijk aan te mogen sluiten. Warmte krijgt binnen Vattenfall een belangrijkere plek. Er is op het gebied van warmtevoorziening relatief gemakkelijk CO2-reductie te verwezenlijken. Daarnaast kun je op het gebied van warmte een partner zijn voor gemeenten in het behalen van gemeentelijke CO2 -doelstellingen. In hoeverre is “Nederland gasland” van invloed op de ontwikkeling en de positie van stadswarmte netwerken? Dit heeft zeker invloed, omdat gas de standaard is voor klanten. Een stadswarmte aansluiting betekent dat je elektrisch moet koken, dit vinden veel mensen niet prettig. Daarnaast is de prijsvoering van stadswarmte 3 ongunstig voor de prijsperceptie. Gas is ongeveer 56 cent/m . Warmte neem je af in GJ, voor een bedrag van ongeveer 25 EUR per GJ. Dit creëert een heel andere perceptie van de kosten. Diverse voordelen die een stadswarmteaansluiting heeft worden vaak pas op langere termijn duidelijk (geen ketel-onderhoudskosten, geen herinvesteringen in een nieuwe ketel, etc.). Maakt de Warmtewet investeringen in stadswarmteprojecten onaantrekkelijker? Nee, niet per definitie. Leveren aan de utiliteitsbouw wordt wel iets minder aantrekkelijk, maar aan huishoudens gaat Nuon wellicht zelfs meer verdienen. De Warmtewet zorgt ervoor dat een groter gedeelte van de kosten in de vaste component gaat zitten, ofwel: het vastrecht gaat omhoog. De variabele kosten dalen in ruil daarvoor, ofwel
157
de prijs van warmte. Echter, de variabele kosten dalen minder dan de vaste component stijgt. De consument gaat daardoor waarschijnlijk iets meer betalen dan op dit moment. Hoe denkt u dat het aantal stadswarmtenetten in Nederland zich zal ontwikkelen? Hoe ziet u de positie van stadswarmte in de toekomstige Nederlandse energievoorziening? De rol van stadswarmte zal groter worden. De huidige lokale netten zullen zich op lange termijn waarschijnlijk doorontwikkelen tot regionale netten. In heel veel nieuwe gebieden komen stadswarmtenetwerken, waaronder Amsterdam IJburg en -Noord, Utrecht Leidse Rijn en Almere Poort. Echter, naar verwachting zal ook de concurrentie toenemen met o.a. WKO systemen. Kleinschalige duurzame warmte Ziet u kansen voor duurzame warmte technologieën? Stand-alone dan wel geïntegreerd in een stadswarmtenetwerk? Dhr. Van der Wielen ziet hier zeker kansen voor. Echter, in zijn perceptie geldt over het algemeen: het gebruik van restwarmte heeft de voorkeur op plekken waar deze aanwezig is. Zonneboilers: Er zijn op dit moment al verschillende systemen waar zonneboilers worden ingepast (Culemborg en Almere). WKO-systemen: Hier zit veel toekomst in. WKO leent zich met name voor kleine systemen, maar er zijn op dit moment nog veel problemen. De balans tussen de warmte- en koudevraag moet in evenwicht zijn, anders ontstaat er een warmte- of koudeoverschot en krijg je problemen met de regeneratie van je bron. Nuon Warmte is op dit moment bezig met een fusie-concept: WKO in combinatie met stadswarmte. Dit wordt ontwikkeld in Amsterdam-Noord. De focus is op woningbouw. De koude kan in sommige gevallen gratis aangeboden worden om koudevraag te stimuleren. WKO systemen zijn populair onder project ontwikkelaars omdat ze behoorlijke marges kunnen maken op de systemen. WKO systemen zijn populair onder gemeenten omdat ze ook koude kunnen leveren. Diepe geothermie: Harrie van der Wielen heeft hele hoge verwachtingen van diepe geothermie. Om de investering te kunnen terugverdienen moeten er op een bron echter minimaal 5000 en liever 10.000 of meer woningequivalenten worden aangesloten. De warmteafname moet zodanig zijn dat ook de zomerbelasting hoog genoeg is. Warmtepompen: Op dit moment worden er in nieuwbouw woningen vaak op individueel niveau warmtepompen geïnstalleerd omdat het idee leeft dat warmtepompen fantastisch zijn: ze kunnen en warmte en koude leveren, hebben een hoge COP en de installatie is vrij goedkoop. Problemen ontstaan echter regelmatig in de exploitatiefase, door bezuinigingen in de ontwikkelingsfase. De ontwikkelaar is vaak een andere partij dan de exploitant. De exploitant is de gebruiker, of een energiebedrijf in het geval van een collectief systeem. Het resultaat is helaas vaak dat consumenten torenhoge energierekeningen krijgen. Daarmee is niet gezegd dat alle warmtepompen en –systemen slecht zijn, maar dergelijke verhalen komen steeds vaker naar buiten. Bij welke groepen afnemers ziet u mogelijkheden voor kleinschalige warmtesystemen? Tuinders: Volgens Dhr. van der Wielen moet ik niet teveel van tuinders verwachten. Energie is zo’n belangrijke productiefactor en kostenpost in deze sector dat er geen risico’s genomen worden met energiesystemen die nog niet uitontwikkeld zijn. Omdat energiekosten zo’n groot aandeel vormen in de totale productiekosten mag energie ook nooit meer kosten dan absoluut noodzakelijk. Duurzaamheid wordt dan al sneller naar een lager plan verschoven. Daarnaast is er geen incentive om WKK-systemen te gaan vervangen, aangezien er veel wordt verdiend met de verkoop van elektriciteit. Woningbouwcorporaties: Er zijn mogelijkheden hier. Echter, veel woningcorporaties hebben hun eigendom verspreid over een stad. De vraag is of de 500 kW ondergrens wel goed gekozen is hierin: 500 kW is 80 woningequivalenten. Dat is al een behoorlijke flat. Kantoren: Zijn erg geschikt. Hebben namelijk een behoorlijke warmtevraag. Het pand van Nuon aan de Westvoortsedijk in Arnhem heeft een opgesteld vermogen van 500 kW. Er zijn heel veel panden die ver over de 500 kW grens heen gaan, zeker in steden als Amsterdam, Rotterdam en Utrecht. Gemeentelijke gebouwen: Zijn heel erg interessant. Hebben vaak een kantoorfunctie.
158
Culturele gebouwen, zoals een schouwburg: Kunnen interessant zijn, want worden vaak vaker gebruikt dan je denkt. Het kan wel lastig zijn dat er soms in korte tijd veel vermogen geleverd moet kunnen worden (veel capaciteit en relatief weinig warmteafname). Verder interessant: ziekenhuizen, verzorgingshuizen, hotels, zwembaden Niet: bedrijventerreinen met veel fabriekshallen (hebben meestal relatief lage warmtevraag), sporthallen (grootste warmtevraag zit in warm douchewater en dat is een enorme piekvraag) Duurzaamheid begint langzaam door te dringen bij bedrijven. Je ziet het de laatste tijd steeds vaker terugkomen in het beleid. Steeds meer bedrijven zijn gebonden aan convenanten die de sector met de overheid heeft gesloten. Bedrijven in deze sectoren die zelf geen energiebeleid hebben krijgen het dus van boven door. De meeste midden- en kleinbedrijven hebben geen energiebeleid. Er ontbreekt daar veelal de tijd, de interesse, het geld en mensen om hier aandacht aan te besteden.
159
Tweede interview Harrie van der Wielen, 16 februari 2011 Doel van het interview: Het verkrijgen van aanvullende informatie over de operatie van een stadswarmtenetwerk, de warmtevraag van woningen en warmtelevering aan woningen. Wat is de warmtevraag van een gemiddelde woning? De warmtevraag van een nieuwe woning - EPC 0,6 – voor ruimteverwarming is 14 GJ. De gemiddelde warmtevraag van een woning, bestaande bouw, ligt tussen de 30 en 35 GJ per jaar. De tapwatervraag was voorheen gemiddeld 7 GJ per jaar/per woning. Door een toename van het gewenste comfort niveau is deze nu ongeveer 7,5 GJ/jaar per woning. Welk opgesteld vermogen is noodzakelijk per afnemer in een stadswarmtenetwerk? Iedere woning heeft een aansluitwaarde: dit is het vermogen dat nodig is om een woning van helemaal koud naar een gewenste temperatuur te brengen binnen een (in het Bouwbesluit) vastgestelde tijd. Dit vermogen moet de warmteverliezen kunnen compenseren en moet de woning op kunnen warmen. Dit wordt berekend met behulp van een warmteverliesberekening of transmissieberekening. De aansluitwaarde van een gemiddelde nieuwbouw woning is 14 kW. De aansluitwaarde van een gemiddelde woning, bestaande bouw, is 16-18 kW. Echter, het bereiden van tapwater vraagt veel meer vermogen. Om die reden zijn HR ketels groter. Ketels met vermogens van 24 kW of 30 kW zijn veel voorkomend. 2
De aansluitwaarde van een kantoorgebouw is ongeveer 0,07 kW/m vloeroppervlak. Wanneer je huizen aansluit op een warmtenetwerk heb je te maken met de gelijktijdigheidsfactor. Bij een groot aantal huizen is de totale piekvraag nooit gelijk aan de piekvraag van som van piekvraag van de individuele woningen. Bewoners hebben een ander gebruikersgedrag en nooit alle huizen in een netwerk zijn gelijktijdig helemaal afgekoeld. De gelijktijdigheidsfactor is vanaf 10-15 woningen 50%. Je hebt in geval van meer dan 10 woningen niet het aantal woningen x de aansluitwaarde nodig, maar het aantal woningen x de aansluitwaarde x de gelijktijdigheidsfactor. Dus maar de helft van het vermogen. De gelijktijdigheidsfactor in je opwek is 55% inclusief warm tapwater en 50% voor alleen ruimteverwarming. In een stadswarmte netwerk heb je ten gevolge van de gelijktijdigheid dus maar een vermogen van 7 kW per woning nodig. Voor utiliteit/kantoren is de gelijktijdigheidsfactor 0,7, want kantoren hebben een meer overeenkomstig verbruikspatroon. De gelijktijdigheidsfactor geldt vanaf 10 woningen, dus ook vanaf 10 appartementen. 10 is wel een grensgevalletje/het omslagpunt. Je hebt bij 10 een grotere kans op gelijktijdigheid dan bij bijvoorbeeld 40 woningen. - Vanaf hoeveel woningen overweegt Nuon de aanleg van een stadswarmtenetwerk? De huidige strategie van Nuon is gericht op alleen grootschalige stadswarmtenetwerken gebaseerd op een grootschalige restwarmtebron. Je praat dan al snel over 1000 of een paar duizend woningen. In Ede is netwerk aangelegd waar in de afgelopen jaren 1100 nieuwbouwwoningen zijn aangesloten. Nuon is op dit moment hard bezig om er nog 1000 woningen bij te acquireren (nieuwbouw). Verder zullen er 800-900 bestaande woningen worden aangesloten. Dit zijn appartementencomplexen met op dit moment collectieve ketels. Essent kijkt veel meer naar kleinschalige oplossingen (lokaal biomassa of biogas, collectieve warmtepomp). - Wat zijn de benodigde investeringen in een stadswarmtenet? De grootste investeringen zitten in het netwerk, de faciliteit voor de restwarmteafkoppeling en de back up ketels. Voor woningwijken < ca. 1000 woningen wordt meestal ook geen primair net gelegd. Over de investeringen in het primaire net is weinig algemeens te zeggen. Deze hangen erg af van het specifieke project. Dit kan om € 500,per woning gaan, maar ook €100 of €1000 per aansluiting kan voorkomen (afh. van complexiteit, lengte, diameters, etc.). De CAPEX bestaat uit: Afleverset : kosten levering en montage afleverset inclusief warmte meter Regelkamer: kosten complete regelkamer gedeeld door gemiddeld aantal woningen per WOS (250). Wijknet : kosten secundair net zijnde 9,5 meter gemiddeld kengetal zone A/B.
160
Afleversets Regelkamer Wijknet Totaal
2010 € 1085,€ 518,€ 2233,€ 3902,-
2011 € 928,€ 570,€ 2062,€ 3560,-
Overzicht kosten aanleg kleinverbruik aansluiting indeling naar woning type ( incl. toeslag NWB ). Investering per WE afh. van woningtype Zone A Zone B 2011 2011 a Laagbouw staal vanuit kruipruimte Laagbouw staal vanuit straat Laagbouw kunststof vanuit kruipruimte Laagbouw kunststof vanuit straat Hoogbouw staal Mix LB/HB = 80/20 staal Vrije sector – 2 /1 kap
3476, 3882, 3216, 3570, 2815, 3070, 6308, -
3756, 4218, 3676, 4122, 3011, 3294, 6868, -
- Wat is jouw mening over de inpasbaarheid van biomassa-WKKs in stadswarmtenetwerken? En van biomassa ketels? Een biomassa-WKK kan wellicht interessant zijn aan de bovenkant van de range (7 MW basislast). Je wilt echter de brandstof voor langere tijd gecontracteerd hebben. Gas kun je altijd overal inkopen. Hout niet. Je wilt dit hout het liefste lokaal betrekken. Dit houdt namelijk de brandstofkosten laag (door minimale transportkosten) en is beter voor de duurzaamheid van de installatie. Biomassaketel worden op dit moment in Nederland niet vaak als basis last ingezet. Het bedrijf Be Green meent echter rendabel bio-ketels in te kunnen zetten als basislast. Biomassaketels zijn goedkoper dan bio-WKKs en vergunnings-technisch is een bio-ketel ook minder ingewikkeld. Een WKK geeft meer geluidsoverlast dan een biomassaketel. Hierdoor is het lastig om aan de eisen te voldoen ten aanzien van geluidsnormering. Er is meer ruimte nodig tussen de bebouwing en de installatie. Je hebt buffers nodig. Je wil namelijk draaien op het moment dat de elektriciteitsprijs hoog is. Deze buffers zijn grote tanks met water, die nemen veel ruimte in beslag. Voor een netwerk met 1000 woningen (Ede?) zijn er 2 buffervaten 3 opgesteld van elk 150 m . Een WKK heeft een gebouw nodig van 10 m hoog. Dit maakt de inpasbaarheid in de gebouwde omgeving lastig. In Lelystad (6 MWth, 1,5 MWe) staat de bio-WKK aan de rand van de stad, buiten de snelweg. Als je naar de kosten kijkt is een WKK een factor 10 duurder dan een ketel. WKK is een gasmotor (of turbine in geval van biomassa), je hebt een generator nodig en heel veel geluidsbeperkende maatregelen. En daarnaast heb je ketels nodig als back up en piek. De investering per MW is veel hoger. Je hebt echter ook veel hogere opbrengsten vanwege de verkoop van elektriciteit. En daarnaast heb je de SDE subsidie op de opgewekte elektriciteit. Als je weet dat je een bepaald subsidiebedrag kunt krijgen voor de komende 10 jaar op iedere geproduceerde kWh is zo’n systeem prima rendabel te krijgen.
161
Interview Henk Vis, woensdag 1 december 2010 Functie: Manager Energy Solutions Doel van het interview: Inzicht verkrijgen in de toepasbaarheid van biomassa WKKs Achtergrond/functie Kunt u wat vertellen over uw functie? Dhr. Vis is Manager Energy Solutions en daarmee verantwoordelijk voor alle decentrale opwek binnen Nuon: Warmte Kracht Koppeling, warmtepompen, CV installaties en koelingsinstallaties. Decentraal betekent: “niet aangesloten op een grootschalige restwarmtebron”. Het gaat allemaal om kleinschalige systemen, met een elektrisch vermogen tussen de 100 kW en 10 MW. Deze systemen leveren aan 1 gebouw, bijvoorbeeld een zwembad of een hotel, of aan een hele woonwijk, tot maximaal 1500 woningen. Wanneer er geen grootschalige restwarmtebron in de buurt is zijn er woonwijken van zelfs meer dan 3000 woningen die van warmte worden voorzien met behulp van WKK systemen. In dit geval is WKK wel meestal een tussenoplossing en zal in de toekomst wel restwarmte worden geleverd. - Waar zit Energy Solutions in de Nuon organisatie? Vroeger viel EnSo onder Sales Nederland. EnSo nam de klanten van Sales Nederland over die behoefte hadden aan volledige ontzorging. EnSo valt op dit moment onder de noemer van Nuon Warmte en zal de komende periode verdergaand geïntegreerd worden Nuon heeft ervoor gekozen om niet meer in te zetten op decentrale warmte projecten. Dhr Vis weet niet of dit een bewuste keuze is, het beleid op dit gebied lijkt in ieder geval te ontbreken Nieuwe decentrale opwek komt er dan ook niet, behalve als tussenstation: een tijdelijke overbrugging tot stadswarmte aansluitingen gerealiseerd kunnen worden. Tijdelijk kan echter 10-15 jaar zijn of zelfs permanent betekenen. WKKs binnen Nuon - Welk gedeelte van de supply chain van een WKK project heeft Nuon in haar takenpakket? De huidige decentrale warmteprojecten behelsen het hele traject van design, build, own, operate en maintain. WKKs vs bio-WKKs - Eigenlijk ligt mijn focus op bio-WKK’s. Zijn er verschillen in techniek en/of economie tussen een bio-WKK en een “conventionele” gas WKK? Ja, er zijn een aantal verschillen: Een bio-WKK en een gas gestookte WKK hebben een ander technisch ontwerp Het elektrisch rendement van een bio-WKK is slechter Het onderhoud van een bio-WKK is kostbaarder Een bio-WKK is gevoeliger voor storingen, door grote fluctuaties in de kwaliteit van de input Een bio-WKK heeft hele andere slijtagepatronen dan een ga gestookte WKK. Met bio-WKKs is veel minder ervaring - Is een bio-WKK op dezelfde plekken/in dezelfde situaties inzetbaar als een conventionele WKK? Nee, door verschil in emissies zijn er namelijk andere milieuvergunningen nodig. Het is waarschijnlijk niet toegestaan om een bio-WKK midden in een woonwijk neer te zetten. Ten tweede heb je te maken met de transportbewegingen voor de aanvoer van de brandstof. Dergelijk transport is ook niet overal mogelijk. Vraag in Nederland - Waar worden WKKs op dit moment, in Nederland, voornamelijk ingezet? Feitelijk overal waar een grote geconcentreerde warmtevraag zit. Glastuinbouw, voor zowel warmte als elektriciteit Ziekenhuizen, voor warmte Kantoren Hotels Zwembaden Rioolwaterzuiveringsinstallaties Woningbouw
162
De markt ziet WKK systemen, anders dan Nuon, niet als tussenstop. WKK systemen zijn erg gewild om doelstellingen op het gebied van emissiereductie en energiebesparing te verwezenlijken. Deze doelstellingen volgen vaak uit convenanten. Een WKK gebruikt 20% minder gas dan een gasketel en heeft 20% minder CO2 emissies. - Zijn WKK systemen gemakkelijk in te passen in de bestaande bouw? Ja. - Hoe ontwikkelt de vraag naar WKKs zich? En hoe was de historische ontwikkeling? Dit is erg verschillend per sector. In de glastuinbouw heeft een groei van 1000-1500 MW plaatsgevonden, doordat het investeringsklimaat gunstig was en de branche een energieconvenant met de overheid had afgesloten. In de bebouwde omgeving is een meer continue vraag. De vraag van de klant is daar vaak algemener: “we willen iets met energiebesparing. Kun je een aantal opties voor ons uitwerken”. De vraag naar WKK systemen is niet echt gevoelig voor overheidsregulering. De vraag naar WKKs is op dit moment groot, aldus Dhr. Vis. Er zit echter een gat tussen vraag en aanbod. Zakelijke klanten zijn op zoek naar volledige ontzorging en er zijn geen partijen die dit durven aan te bieden. De opbrengsten van een WKK systeem komen niet terecht bij de partij die de investering doet en dat is een probleem. Regelgeving - Worden WKKs gestimuleerd door de overheid? Nee, niet financieel. Cogen heeft net een rapport uitgebracht over de huidige positie van WKKs. - Waar zitten WKKs in de energie prestatie wetgeving? Een micro-WKK (max. 1 kW) wordt gezien als gebouw gebonden maatregel. Een grote WKK wordt op dezelfde manier behandeld als stadswarmte. Nuon is niet actief op het gebied van micro-WKKs. Wellicht is het een techniek waar in de toekomst Feenstra mee aan de slag gaat. Toepassing - Hans Rödel: bio-WKKs zijn op kleine schaal niet rendabel te krijgen. Vanaf welke omvang dan wel? Bij hoeveel aansluitingen? Dhr. Vis is het hier niet mee eens. Bio-WKKs zijn inderdaad op kleine schaal lastig rendabel te krijgen. Voor gasgestookte WKKs is dit helemaal niet het geval. Er is juist een hang naar kleinere WKKs die in het gebouw van de energievrager geplaatst kunnen worden. Een WKK probeer je altijd zo dicht mogelijk bij de warmtevraag neer te zetten. Je hebt maar een aantal grote warmtevragers nodig. In tegenstelling tot bij stadswarmte heb je geen fijn vermaasd netwerk nodig. Dit scheelt een hoop in de benodigde investering. Een WKK zal je altijd gebruiken naast een ketel. Je kan een WKK nooit gebruiken om in de volledige warmtevraag te voorzien. Een WKK wordt altijd gedimensioneerd op 20-30% van het opgestelde thermisch vermogen. Daarnaast is de ketel ook nodig als back-up capaciteit. Een WKK is minder bedrijfszeker dan een ketel, want heeft meer last van storingen. - Wat ziet u als belangrijkste voordelen van een WKK ten opzichte van andere warmteleveringssytemen? Volgens Dhr. Vis is de vraag niet “welke techniek is het beste”, maar “welke alternatieven je voorhanden hebt en wat het vraagprofiel is van de klant”. Je kunt alleen van het beste alternatief spreken in een bepaalde situatie. Is er een stadswarmte net in de nabijheid? Heeft de klant alleen een warmte- of ook een koudevraag? Wat is milieutechnisch het meest verantwoord en wat bedrijfseconomisch? Markt - Hoe ziet de Nederlandse markt voor WKKs eruit? Er zijn maar weinig partijen die het hele traject van design, built, own en operate op zich nemen. Energiebedrijven zijn de enige partijen die dit doen.
163
Installateurs en WKK leveranciers zijn slechts actief in ontwerp en constructie. Eigendom en exploitatie laten ze over aan derden. Als ze de WKK wel in eigendom hebben is het vaak een lease constructie en is de installatie eigenlijk van de bank. - Waar liggen kansen voor WKKs? Waar nu nog niet ingezet maar wel mogelijk? Dhr. Vis ziet geen sectoren die de WKK nog niet hebben ondekt. WKKs zitten overal al, want zijn ook overal inpasbaar. - Welke technologieën zijn concurrenten van WKKs? In de meeste gevallen wordt een keuze gemaakt tussen Warmte Koude opslag (dat is op dit moment heel erg populair), (bio-)WKK, zon PV en zon-thermisch. De vraag van klanten is vaak: “Op welke manieren kunnen wij onze duurzaamheidsdoelstellingen invullen?” De motieven hiervoor kunnen verschillend zijn, maar de uiteindelijke keuze van het systeem is in alle gevallen financieel gedreven. Veel hotels bijvoorbeeld willen graag een duurzaam imago en willen daarom een warmte leverings systeem dat zorgt voor een reductie van de CO2 uitstoot. De keuze voor systeem is een economische afweging. Economie - Wat is de terugverdientijd van een WKK systeem? 10-15 jaar.
164
165
Annex II – Characteristics of HE boilers The following inputs are used in the calculations of the financial and environmental performance of HE boilers. Investment costs (€) On the internet and in literature different purchasing prices for HE combi boilers, for both space heating and tap water heating, can be found. According to Milieucentraal the average investment costs of a HE-combi boiler for both space heating and tap water heating, including the costs of installation, are €3430 (Milieucentraal 2011). According to Teus van Eck the investment costs of a HE boiler are between €1400 and €3000, depending on the size of the project, the size and quality of the boiler (Van Eck 2010) p.140. Van Eck mentions that the costs of the connection to the gas network are around € 750,-. In this research the investment costs of a HE combi boiler including installation costs and connection to the gas network are assumed to be €3000. Costs of heat delivery (€/GJ) To calculate the costs of heat delivery the following inputs are used: Efficiency HE 107 boiler, applied in a high temperature heating system 92% (Van Eck 2010) Costs of natural gas (incl. tax and VAT) Calorific value Groningen gas
3
0,53 €/m (CBS 2011) 3 0,031618705 GJ/m
(De Jong 2010)
The heat demand of a new constructed house is used: Space heating demand 18 GJ/year Tap water heat demand 7,2 GJ/year CO2 emissions (kg/GJ) The following inputs are used to calculated the CO2 emissions in kilograms per GJ of heat delivered. 3 CO2 emission natural gas 1,78 kg/m (De Jong 2010)
166
167
Annex III – Characteristics of district heating This appendix provides an additional explanation of the characteristics of district heating, as presented in chapter 4. Gross investment costs of district heating (ex. the costs of the transport network) The most important investment costs of a district heating system are (Annex I; Rödel): • the distribution network • the uncoupling of residual heat • the auxiliary heating plants The investment costs of a district heating network are made up out of the following costs: • Delivery set : costs of delivery and assemblage delivery set, including heat meter • Heat transfer station: costs of heat transfer station, divided by the average number of dwellings per WOS (250) • Distribution network : costs of distribution network, average length 9,5 meters per dwelling. Dependent on zone (A = new residential area, B = existing buildings) The average investment costs per connection are shown in the following table: 2010 2011 Delivery sets € 1085,€ 928,Regelkamer € 518,€ 570,Distribution net € 2233,€ 2062,Total € 3902,€ 3560,Costs of construction connection, for different types of houses: Investment per connection Laagbouw staal vanuit kruipruimte Laagbouw staal vanuit straat Laagbouw kunststof vanuit kruipruimte Laagbouw kunststof vanuit straat Hoogbouw staal Mix LB/HB = 80/20 staal Vrije sector – 2 /1 kap
Zone A 2011 (€) 3476, 3882, 3216, 3570, 2815, 3070, 6308, -
Zone B 2011 (€) 3756, 4218, 3676, 4122, 3011, 3294, 6868, -
For the tables above it follows that the investment costs for a district heating network are in the range of €3500 to €7000 per connection. However, for this research an average investment of €4000 will be assumed. The uncoupling of residual heat The costs for the uncoupling of residual heat are very divers and highly dependent on both the party that makes the investment and the type of uncoupling. If the producer of heat makes the investment, the investment will be discounted in the price of heat. If the heat distribution company invests in the heat producing installation (not very usual, but possible) the heat can be uncoupled at cost price. Furthermore, the type of heat sources is of influence. When heat is obtained from a steam turbine by use of a ”aftapvoorziening” the delivery of heat occurs at the expense of the electrical efficiency of the plant. The income that is lost as a result of the lower electricity production needs to be compensated for. Furthermore, in case of heat supply from a CHP installation must-run costs play a role. As a result of the must run requirement for heat delivery the plant incurs additional expenses. The plant has to stay in operation at off-peak hours (Annex I; Rödel). Auxiliary heating facility The average investment costs of a gas-fired boiler, which are most often used as auxiliary heating plants, are 150 €/kWth, when applied in the built environment. When the heating facility is located at an industrial location the
168
costs are lower, around 125 €/kWth. This is the result of the fact that less architectural and constructional requirements have to be met (Annex I; Rödel, Brandenburg). The costs of the transport network are not included in this calculation. For district heating networks of a size smaller than 1000 dwellings most often no transport network is constructed, only a distribution network. For larger projects there is a large variety in the costs of the transport network. These can vary from €100 per connection to €1000 per connection, depending on the complexity, length and diameter) (Annex I; Van der Wielen). As a result of the high complexity in the composition of the investment costs for a district heating network and the large differences between networks in this research it is assumed that the investment costs for a district heating network are at least 6000 €/connection (Van Eck 2010). Costs of delivered heat The costs of delivered heat depend on the acquisition costs of heat and the heat losses in the network. According to the experts from Nuon Heat both the acquisition costs of heat and the heat losses vary greatly. The purchasing price of heat depends on a number of factors, including the source of heat (e.g. CHP or waste incinerator), whether the producer of heat or the distribution company invests in the uncoupling facility (explained above), the market prices of electricity and gas and possible energy taxes (Bennink and Benner 2009). The size of the heat losses depends on the size and age of the network. The annually average heat losses in newly developed large networks are around 25%. For the existing large networks heat losses are around 30% (Annex I; Van der Wielen; Rödel). Based on expert information, the costs of delivered heat is somewhere in the range between 2-15 €/GJ (Annex I; Rödel). CO2 emissions for heat delivered In district heating projects where heat is produced by a Combined Heat and Power plant the emission reduction compared to a gas-fired central heating installation is around 50%. The CO2 emissions per GJ of delivered heat equals 30-35 kg. In projects where the heat is produced by a waste incineration facility an emission reduction of around 80% is realized. This equals 10-15 kg CO2/GJ of heat delivered (Annex I; Rödel).
169
Annex IV – Local renewable heating systems
In this annex the assumptions or starting points are listed of the model by which the financial and environmental performance of the various technologies is calculated. Firstly, the general assumptions and input variables are listed. Secondly, the assumptions or input variables for the four technologies are presented. General assumptions 3
Price of gas (incl. tax and VAT): Price of electricity (incl. tax and VAT):
0,53 €/m 0,25 €/kWh
(CBS 2011) (CBS 2011)
Calorific value Groningen gas: CO2 emission natural gas: CO2 emission electricity:
0,031618705 GJ/m 3 1,78 kg/m or 0,0568 ton/GJ 0,0729 ton/GJ
3
(De Jong 2010) (De Jong 2010) (Van Eck 2010)
As is explained in chapter 3, in practice, the space heating demand of a house depends on the type of house, degree of insulation, user surface area and user conduct. In this model average values are included: Space heating demand average existing house: 32 GJ/year Space heating demand average new house: 18 GJ/year Average tap water demand per household: 7,2 GJ/year Required heating capacity existing house: Required heating capacity new house: Simultaneity factor space heating Simultaneity factor space and tap water heating
17 kW 14 kW 50% 55%
Heat losses in network: small network Heat losses in network: large network, new
15% 25%
Efficiency gas-fired boiler Investment costs gas-fired boiler
90% (Annex I; Van Lange, Brandenburg) 150€/kW (Annex I; Brandenburg, Rödel, Bek)
(Annex I; Rödel). (Annex I; Rödel).
For the relation between the share in total capacity at which the renewable system is applied and the contribution to total heat demand it can deliver at this capacity the following figure is used:
Figure A4.1 Coverage of total heat demand for each capacity (Annex I; Van der Wielen) x-axis: Capacity (% of peak demand), y-axis: Load factor (%)
170
Assumptions solar boiler A collective solar boiler system is most suitable for application in an apartment building with a collective tap water system. The solar boiler is an “add-on” on the conventional gas-fired heating system. The capacity of the gas-fired boiler should still be 100% of the required heating capacity for the building. The solar boiler is most often dimensioned at a capacity at which it can deliver 40% of the total heat demand for tap water heating (BSW Bundesverband Solarwirtschaft e.V. 2007; Harmsen and Harmelink 2007). This figure is called the “solar fraction”. It is difficult to provide general information on the required collector surface and size of the storage tanks of a collective tap water system. The size of the collectors depends on the tap water demand, the spread in this tap water demand, the desired solar fraction and the available surface for collectors. The size of the storage tanks is related to the size of the collectors (Annex I; Dijkstra). The following figures come from a SOLARGE research. SOLARGE is a program for the promotion of large solar boiler systems funded by the European Commission (BSW Bundesverband Solarwirtschaft e.V. 2007). They are confirmed by an expert from the field (Annex I; Bek). 2
Costs of solar thermal system 1000 €/m of collector area (including pipework, storage system, control unit and system design) Since the system is implemented in an existing heat supply system no additional costs have to be made for the heat distribution system. Required collector area per dwelling (in case of 40% solar fraction)
2
1,2 m
In this model the system is installed in an apartment building. It is assumed that the simultaneity factor for space and tap water heating is 70%. The gas-fired heater needs to be dimensioned at 70% of the total required capacity for all apartments (Annex I; Bek). The size of the heat losses in the tap water distribution network in relation to the heat demand are dependent of the degree of insulation of the distribution network, the length of the distribution network and the size of the tap water demand. Tap water demand is dependent on the inhabitants of a building. An apartment that is inhabited by 2 older people has a very small tap water demand when compared to an apartment with a family with children. At best, heat losses are 20% of heat demand. In the most unfavorable case heat losses are 50% of heat demand (Annex I; Bek).The heat losses for space heating are assumed to be negligible. Assumptions gas absorption heat pump A gas absorption heat pump can be applied in an apartment building with a collective heating system. Like a solar boiler it is an “add on” on the conventional heating system. This results from the fact that an (air source) gas absorption heat pump is switched off when the outside temperature is below 5 °C. From 5 °C and lower t he efficiency of the heat pump is very low and it is preferable to use the gas heaters instead. A gas absorption heat pump has the following characteristics (Annex I; Bek): A standard gas absorption heat pump has a capacity of 35 kW (Remeha 2011). At larger capacities multiple systems need to be applied in cascade. Scale of application gas absorption heat pump 35 kW Share in total capacity gas absorption heat pump 30% Share in total heat demand heat pump, yearly average 80% Required capacity gas fired boilers 100% Scale of application total installation: 120 kW and larger Efficiency heat pump, 45 °C average supply temperatu re Efficiency heat pump, 65 °C average supply temperatu re Investment costs
450% 165% 750 €/kW
(Annex I; Bek) (Remeha 2011) (Annex I; Bek)
171
Since the system is implemented in an existing heat supply system no additional costs have to be made for the heat distribution system. In this calculation it is assumed that the gas absorption heat pump is accompanied by one gas-fired heater. This gas-fired heater needs to be dimensioned at 70% of the total required capacity for all apartments. In practice, often multiple smaller HE-boilers are applied in cascaded instead of one large boiler. This increases the flexibility of the system. (Remeha 2011). Heat losses are considered to be between 20 and 50% for tap water heating. The heat losses for space heating are assumed to be negligible. Assumptions Underground Thermal Energy Storage system A UTES can be applied at sizes from 50 dwellings to 100 dwellings. A UTES system contains a heat pump and a gas fired boiler for peak demand. Nuon Heat has standardized its UTES system to the following specifications (Annex I; Van Bulderen): Number of dwellings connected Share in total capacity heat pump Share in total heat demand with heat pump
100 20% 60%
The gas-fired boiler is dimensioned at a size at which it can deliver 100% of total heat demand for reasons of security of supply. The specifications of the system elements are the following: Efficiency heat pump 300% Efficiency gas-fired boiler 90% For this system the cost structure is as follows: Total investment costs 15% doublet 40% network + delivery sets in houses 30% heat pump + boilers 7,5% automation 7,5% regeneration
1.000.000 € 150.000 € 400.000 € 300.000 € 75.000 € 75.000 €
Heat losses are considered to be the size of the heat losses in a small network: 15% It is assumed that for systems with less than 100 connections the costs per connection are higher than this 10.000 €/connection. Assumptions biomass boiler In general, a biomass boiler is not applied on a stand-alone basis. Most often the system is applied at 35% of total capacity and is at this size able to provide 90% of total heat demand (see figure A4.1). Scale of application biomass boiler: 1 MW and larger Above this size economies of scale are minimal (the Carbon Trust 2009). Share in total capacity biomass boiler 35% Share in total heat demand with biomass 90% Scale of application total installation: 2,9 MW and larger. The gas-fired boiler is dimensioned at a size at which it can deliver 100% of total heat demand for reasons of security of supply. It is assumed that, like in case of a small district heating network, no transport network is required. The investment costs in the network are assumed to be equal to the investment cost in the distribution part of a district heating network (Annex III). Investment costs network
4000 €/connection
172
The heat losses in this network are considered to be equal to the heat losses in the a new, small network: 15 % (Annex I; Rödel). Efficiency biomass boiler Investment costs biomass system
80% 500 €/kW
(Annex I; Van Lange) (the Carbon Trust 2009) (the Carbon Trust 2009)
Costs of local woodchips Costs of international woodchips Calorific value woodchips CO2 emission woodchips
50 €/ton 70 €/ton 10 GJ/ton 0,105 ton/GJ
(Annex I; Brandenburg) (Annex I; Brandenburg) (Annex I; Brandenburg) (Annex I; Brandenburg)
173
Annex V – Subsidy arrangements for renewable heat This annex provides additional information on the current subsidy arrangements for renewable heat, which are mentioned in chapter 7. SDE/SDE+ The current renewable energy incentive is called the SDE (Stimulering Duurzame Energie). The RutteAdministration has announced in its coalition agreement a transformation of the SDE into the SDE+ (Rutte and Verhagen 2010). Recently, the minister responsible for energy policy, Maxime Verhagen, presented a first interpretation of the SDE+ via a letter to the Lower Chamber. Like the SDE, the SDE+ is an exploitation subsidy that compensates for the uneconomic top of renewable gas and electricity production (Agentschap NL 2010). The st SDE+ will come into force on July 1 2011 and the focus of the arrangement will be on an efficient rollout of renewable energy technologies to achieve the European target of 14% renewable energy production in 2020 (Verhagen 2010) (Annex I; Bosman). There is a maximum amount of 15 ct/kWh available and an amount in the same order of magnitude will be available for heat. Technologies that are more expensive than 15 ct/kWh are considered to be underdeveloped. There will be one subsidy ceiling for all technologies, instead of different ceilings for different technologies, like in the current SDE. Renewable production of heat was not part of the SDE arrangement. It will be included in the SDE+. However, this will not be possible before 2012, since an adjustment to the Decree SDE (Besluit SDE) will have to be made. Also the use of waste heat from renewable electricity production will be subsidized for 2012. The so-called “warmtestaffel”, meaning that electricity producers receive a bonus on their electricity rates if they deploy their waste heat in a useful manner, will be extended for 2011 as an interim measure but will be expired by 2012. Gasfired CHP installations with a capacity of 150 MW or more were one of the technologies that where eligible for subsidy in the SDE. They will not be in the SDE+ anymore. The SDE+ will be financed from a surcharge on the energy bill (Verhagen 2010). Subsidy arrangement renewable heat for existing estate The subsidy arrangement renewable heat for existing estate (Dutch: Duurzame warmte voor bestaande woningen) is intended for house owners, owners’ associations and housing corporations. It provides an investment subsidy for solar boilers, heat pumps (both soil and not soil attached) and micro-CHP installations. For each technology is a predetermined amount of money available. For 2011 a total amount of 23,9 €M is budgeted. The amount of subsidy an individual installation can obtain depends on the yield in case of a solar boiler and the st load in case of a heat pump (Agentschap NL 2010). The subsidy arrangement opens January 1 2011 (Agentschap NL 2010). EIA (Energy Investment Allowance) The EIA (Energie Investeringsaftrek) is a fiscal subtraction regulation for entrepreneurs who invest in energy reducing production factors or renewable energy (Agentschap NL 2010). According to this arrangement in 2011 an amount of at most 41.5% of the investment could be subtracted from the taxable income. A corporation tax of 25.5% and 41.5% investment subtraction yields a net saving of around 10.6% in the investment (Agentschap NL 2010). To be eligible for the EIA the investment should be at least € 2.200, the production factor should not be used before and be part of the Energy list 2011 (Belastingdienst 2010). EIA is available for companies that invest in solar boilers, (ground source) heat pumps and UTES systems. Prerequisite is that the heat pump should have a COP > 4,0 (Agentschap NL 2010). Arrangement Green-projects (Regeling groenprojecten) The Arrangement Green-projects was started in order to stimulate projects that have a positive influence on the environment, by providing a tax advantage to ‘green’ investors and savers. By doing so, banks are able to offer loans with a lower interest rate. In order to be considered for the Green-project arrangement the project has to fit within a project category or the project has to receive the ‘green certificate’ of the (former) Ministry of VROM (Senternovem 2010). The category ‘f4’ or ‘g’ could be a relevant category for the heat systems that are subject of this research (Senternovem 2010). Until recently ‘green’ investors had a tax advantage on ‘regular’ investors of 2,5% - tax reduction and exemption of the charge on yield of capital (vermogensrendementsheffing). The tax st reduction is reduced from 1,3% to 1,0% from January 1 2011. The exemption of the charge on yield of capital stays in place. As a result of the changed conditions one bank has already indicated to stop offering favorable
174
financing opportunities to green investors. Other banks might do the same (Agentschap NL 2011). Companies that invest in a solar boiler system , heat pump or UTES system can obtain for a green certificate and thereby be eligible for the application of a green fund. Incentive scheme “Energy saving facilities for Houses” The Incentive scheme Energy saving facilities for houses (Dutch: Stimuleringsregeling Energiebesparende Voorzieningen aan Woningen) is originated for house owners. House owners can apply for subsidy for the adoption of energy saving measures, like the installation of a solar boiler or heat pump. The amount of subsidy that can be obtained for depends on the improvement of the energy performance of the building that is obtained by installation of the solar boiler or heat pump. The house owner cannot apply for the subsidy himself. The application goes via supplier of the heating installation (Minister voor Wonen Wijken en Integratie 2010). Energy and innovation subsidy (Subsidie regeling Energie en Innovatie) This subsidy is available for homeowners for the investment in and installation of air-to-water heat pumps and solar boilers (Minister van EZ and Minister van LNV 2009). Regional subsidy schemes Some provinces have additional subsidy schemes for the installation of solar boilers (Uitvoeringsregeling Duurzame Energiepakket 2010 Noord-Holland, Uitvoeringsregeling projectsubsidies Economie, Recreatie en Toerisme Friesland, Vlagheidefonds voor Duurzame Energie for Den Bosch and region). Furthermore, some provinces provide subsidies for heat pumps (Duurzame energie en energiebesparing Overijssel, subsidieregeling Brabantbespaart.nl, Uitvoeringsregeling Duurzame Energiepakket 2010 Noord-Holland, Uitvoeringsregeling projectsubsidies Economie, Recreatie en Toerisme Friesland). Biomass fired boilers are only eligible for subsidy in Overijssel.
175
