Masterplan Bodemenergie Stationskwartier Gemeente Breda
Opdrachtgever
Gemeente Breda Afdeling Ruimtelijke ontwikkeling, Wonen en Milieu Postbus 90156 4800 RH BREDA Contactpersoon: mevr. S.B. Schripsema
Adviseur bodemenergie
IF Technology Velperweg 37 Postbus 605 6800 AP ARNHEM T 026 - 35 35 555 Contactpersonen: dhr. W Noome MSc dhr. ir. R.A.F. Wierikx
25.504/60466/RuW 3 november 2011
Inhoudsopgave 1
Inleiding ....................................................................................................................... 3 1.1 Kader ............................................................................................................... 3 1.2 Doelstelling project .......................................................................................... 5 1.3 Leeswijzer ....................................................................................................... 6
2
Inventarisatie bodem en belangen .............................................................................. 7 2.1 Geohydrologie ................................................................................................. 7 2.2 Aanwezige en toekomstige belangen ............................................................. 9 2.3 Juridisch kader .............................................................................................. 12 2.4 Bodempotentiekaart ...................................................................................... 13
3
Duurzame energielevering ........................................................................................ 15 3.1 Inrichting plangebied ..................................................................................... 15 3.2 Energetische uitgangspunten........................................................................ 16
4
Uitwerking Masterplan ............................................................................................... 19 4.1 Masterplankaart............................................................................................. 19 4.2 Thermische randvoorwaarden ...................................................................... 21
5
Beleid ......................................................................................................................... 24 5.1 Besluit Bodemenergie ................................................................................... 24 5.2 Juridische verankering .................................................................................. 24 5.3 Ordeningsregels ............................................................................................ 25
Bijlagen: Bijlage 1 Bijlage 2
25.504/60466/RuW
Bodempotentiekaart Masterplankaarten
3 november 2011
2
1
Inleiding
1.1
Kader Het voornemen bestaat om het gebied rondom het Stationskwartier te Breda te herontwikkelen tot een gemengd stedelijk gebied voor wonen en werken. De gemeente Breda wil in het plangebied duurzame energievoorzieningen promoten. Door extra gebruik van duurzame energievoorzieningen neemt de druk op de ondergrond toe. Derhalve is er behoefte aan een goed plan om structuur aan te brengen bij het ontwikkelen van nieuwe energieopslag binnen het gebied. Om die reden wil de gemeente Breda in het gebied een masterplan energieopslag opstellen. Het masterplan dient uit te gaan van maximale benutting van de bodem voor energieopslag. De herontwikkeling van het plangebied Stationskwartier betreft nieuwbouw en renovatie van gebouwen in alle deelgebieden van het plangebied. Enkel voor gebied Stationskwartier is reeds begonnen met de herontwikkeling van het gebied. Voor de overige gebieden zal de herontwikkeling in een later stadium plaatsvinden. De locatie ligt in het noorden van Breda en grenst direct aan het centrum. De begrenzing van het masterplangebied is aangegeven in figuur 1.1. Het gebied wordt in het noorden begrensd door de Crogtdijk, in het oosten door de Doornboslaan en in het westen door de Lunestraat. Gezien het potentieel dat de ondergrond in Breda biedt, kan toepassing van bodemenergie een bijdrage leveren aan de duurzaamheiddoelstellingen van de gemeente Breda.
Figuur 1.1
1.1.1
Begrenzing van het plangebied
Principe energieopslag Het principe van energieopslag in de bodem, is dat in de zomer wordt gekoeld met winterkoude en in de winter wordt verwarmd met zomerwarmte. De koude en warmte wordt door middel van open bronnen in een ondergrondse watervoerende laag opgeslagen en
25.504/60466/RuW
3 november 2011
3
onttrokken. Dit kan middels een doubletsysteem (figuur 1.2) en een monobronsysteem (figuur 1.3). Tevens kan energie aan de bodem worden onttrokken op basis van geleiding met behulp van bodemwarmtewisselaars (figuur 1.4).
Figuur 1.2
Principeschema van een doubletsysteem
Figuur 1.3
Principeschema van een monobronsysteem
Figuur 1.4
Principe van bodemwarmtewisselaarsysteem
25.504/60466/RuW
3 november 2011
4
1.1.2
Probleemstelling Gezien de ontwikkelingen die in en rondom het stationskwartier zijn gepland, zal de drukte in de ondergrond bij toepassing van grootschalige energieopslag sterk toenemen. Het gevaar bestaat dat verschillende initiatieven voor bodemenergie elkaar en/of andere gebruikers van de ondergrond gaan beconcurreren, bijvoorbeeld door negatieve interactie met het vergunde bodemenergiesysteem van OV Terminal en/of de aanleg van ondergrondse bouwwerken zoals een parkeerkelder of tunnel (figuur 1.5). Regie is gewenst om een optimaal en duurzaam gebruik van de ondergrond te borgen, zodat ongewenste interferentie (negatieve interactie) tussen bodemenergiesystemen onderling of met andere ondergrondse gebruikers wordt voorkomen. Voortijdige ordening van de ondergrond kan voorkomen dat individuele systemen die nu worden aangelegd, de aanleg van toekomstige systemen belemmeren.
Figuur 1.5
1.2
Overzicht van gebruikers van de ondergrond
Doelstelling project Het doel van dit project is om voor het Stationskwartier een inrichtingsplan voor de toepassing van bodemenergie vorm te geven waarbij optimaal en duurzaam gebruik van de ondergrond is geborgd: een masterplan bodemenergie. Tevens zal voor de gebieden rondom het Stationskwartier (Zoete Inval, Havenkwartier en Drie Hoefijzers Noord) de bodemgeschiktheid worden bepaald. De uitwerking van het masterplan bodemenergie vindt plaats aan de hand van een inventarisatie van de belangrijkste inrichtingbepalende randvoorwaarden: 1. Bovengrondse inrichting van het plangebied (beschikbare ruimte bronpositionering); 2. Energievraag van de bouwontwikkelingen; 3. Beschikbaar bodempotentieel; 4. Overige bestaande en toekomstige ondergrondse functies en belangen; 5. Thermische randvoorwaarden.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
5
De afweging van deze randvoorwaarden leidt tot een ordeningsplan van de ondergrond waarbij kansen voor combinatie van functies worden benut en negatieve interactie tussen verschillende gebruikers wordt geminimaliseerd.
1.3
Leeswijzer Voorliggende rapportage is als volgt opgebouwd: Inventarisatie (hoofdstuk 2) In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op de geohydrologische eigenschappen van de ondergrond ter plaatse. Daarnaast brengt dit hoofdstuk de huidige gebruikers van de ondergrond in de omgeving van het Stationskwartier in kaart. Tevens worden in dit hoofdstuk de kansen voor energieopslag rondom het Stationskwartier (Zoete Inval, Havenkwartier en Drie Hoefijzers Noord) in beeld gebracht. Duurzame energielevering (hoofdstuk 3) Hoofdstuk 3 beschrijft het masterplangebied Stationskwartier. Op basis van de bouwvolumes is in dit hoofdstuk de gewenste toekomstige koude- en warmtelevering gekwantificeerd. Uitwerking masterplan (hoofdstuk 4) Dit hoofdstuk beschrijft hoe de ordening van de ondergrond kan worden vormgegeven in het masterplan bodemenergie. Tevens worden de randvoorwaarden voor het opstellen van de masterplankaart toegelicht. De bij de kaart behorende ordeningsregels worden toegelicht in hoofdstuk 5. Beleid (hoofdstuk 5) Hoofdstuk 5 behandelt de ordeningsregels waaraan de initiatiefnemers van energieopslag in het plangebied zich moeten houden. Tevens wordt ingegaan relevante beleidsaspecten zoals het Besluit Bodemenergie en de juridische verankering van het masterplan.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
6
2
Inventarisatie bodem en belangen Voor het toepassen van energieopslag is een aantal aspecten van belang. De aspecten zijn zowel technisch als juridisch van aard. In dit hoofdstuk worden alle relevante aspecten behandeld.
2.1
Geohydrologie Het technisch goed functioneren van een bodemenergiesysteem is afhankelijk van een aantal bodemeigenschappen. Belangrijkste voorwaarde is dat in de bodem een geschikte watervoerende zandlaag aanwezig is, die voldoende capaciteit biedt voor de opslag van koude en warmte. Daarnaast zijn de grootte en de richting van de grondwaterstroming van belang bij het positioneren van de bronnen. Thermische interactie tussen de warme en koude bellen dient te worden voorkomen in verband met rendementsverlies. Tenslotte dient de grondwaterkwaliteit (o.a. zoet-/zoutgrensvlak) te worden beschouwd in verband met de juridische eisen aan de vergunningverlening.
2.1.1
Bodemgeschiktheid Uit figuur 2.1 volgt dat op de locatie twee watervoerende lagen aanwezig zijn: het eerste en tweede watervoerende pakket. Tussen het eerste en tweede watervoerende pakket bevindt zich een scheidende laag, op een diepte van circa 20 tot 50 m-mv. De tweede scheidende laag bevindt zich op circa 95 m-mv. In het projectgebied is gedeeltelijk een deklaag aanwezig. Eerste watervoerende pakket Het eerste watervoerende pakket bestaat voornamelijk uit matig fijn tot matig grof zand met ingeschakelde kleilaagjes. Vanwege de ondiepe ligging en het geringe doorlaatvermogen is het eerste watervoerende pakket niet geschikt voor de toepassing van grootschalige energieopslag. Eerste scheidende laag De eerste scheidende laag bestaat uit klei en kleiig fijn zand. De dikte van de eerste scheidende laag varieert tussen de 20 en 30 m. Tweede watervoerende pakket Het tweede watervoerende pakket bestaat uit matig fijn tot grof zand. Het tweede watervoerende pakket kan tot circa 65 m-mv lokale kleilenzen bevatten. Het tweede watervoerende pakket biedt bodemtechnisch gezien de beste mogelijkheden voor de toepassing van ondergrondse energieopslag. Derhalve wordt in het vervolg van deze studie uitgegaan van energieopslag in dit pakket. Vanuit het provinciale beleid is het niet toegestaan om filters dieper dan 80 m-mv te plaatsen. In paragraaf 2.3 wordt hier verder op ingegaan.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
7
Figuur 2.1
25.504/60466/RuW
Doorsnede (W-O) van de ondergrond (bron: REGIS, TNO)
3 november 2011
8
2.1.2
Grondwaterstroming Figuur 2.2 presenteert het stijghoogteverloop in het tweede watervoerende pakket (bron: REGIS, TNO).
Figuur 2.2
Stijghoogteverloop in het tweede watervoerende pakket (Bron: REGIS)
Het grondwater in het tweede watervoerende pakket stroomt in noordelijke richting met een snelheid van 15 meter per jaar. Deze stroomsnelheid vormt geen beperking voor de inrichting van het masterplan. 2.1.3
Grondwaterkwaliteit en -temperatuur Uit gegevens van de grondwaterkwaliteit blijkt dat de overgang van zoet naar brak grondwater zich op circa 200 m-mv bevindt. Uit temperatuurmetingen blijkt dat het grondwater in het tweede watervoerende pakket ter hoogte van het filtertraject een gemiddelde temperatuur heeft van circa 12 °C. De temperatuur van het tweede watervoerende pakket is geschikt voor de toepassing vanenergieopslag.
2.2
Aanwezige en toekomstige belangen Bij de toepassing van energieopslag dient rekening te worden gehouden met reeds aanwezige en toekomstige belangen. In de vergunningaanvraag in het kader van de Waterwet maakt de provincie een afweging van de invloed op deze belangen. Belanghebbenden mogen geen negatieve invloed ondervinden van het beoogde energieopslagsysteem.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
9
Het risico op negatieve interactie wordt bepaald door de grootte en configuratie van de beoogde systemen, de bodemopbouw en de afstand (zowel in de verticaal als horizontaal) tot de aanwezige belangen. Figuur 2.3 geeft een overzicht van de aanwezige belanghebbenden in de omgeving van het Stationskwartier. In de onderstaande paragrafen zijn de diverse belanghebbenden apart toegelicht. In deze inventarisatie zijn alle aanwezige en toekomstige belangen meegenomen die op het moment van inventariseren (augustus 2011) bekend zijn.
Figuur 2.3
2.2.1
Omgevingsbelangen
Grondwatergebruikers Bij de provincie Noord-Brabant is een overzicht opgevraagd van de aanwezige grondwateronttrekkingen in de omgeving van het plangebied Stationskwartier. Uit dit overzicht blijkt dat in en rondom het plangebied vier vergunde en/of bestaande onttrekkingen ten behoeve van energieopslag aanwezig zijn (tabel 2.1). De energieopslagsystemen zijn opgenomen in figuur 2.4. In tabel 2.1 is aanvullende informatie omtrent de energieopslagsystemen opgenomen.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
10
Figuur 2.4
Vergunde energieopslagsystemen (inclusief bronlocaties)
Tabel 2.1
Vergunde energieopslagsystemen
naam OV Terminal Heren van Breda Drie Hoefijzers Triple O
filterdiepte [m-mv] 50 - 80 53 - 76 54 - 80 45 - 80
vergunde hoeveelheid [m³/jaar] 630.000 200.000 150.000 870.000
2.2.2
Natuurgebieden Volgens de website van het Ministerie van Ecomische Zaken, Landbouw en Innovatie (www.synbiosys.alterra.nl) zijn binnen een straal van 2 km van de locatie geen Vogelrichtlijn-, Habitatrichtlijn- of Natuurbeschermingswetgebieden aanwezig. Door het projectgebied loopt een water welke onder de Beschermd Gebieden Waterhuishouding valt. De effecten van een energieopslagsysteem moeten ter hoogte van een Beschermd Gebied Waterhuishouding tot een minimum beperkt worden. De Beschermd Gebieden Waterhuishouding zijn watergangen, door de dempende werking van watergangen zal het effect van energieopslag hierop nihil zijn.
2.2.3
Verontreinigingen Bij de gemeente Breda is navraag gedaan naar de verontreinigingssituatie binnen het plangebied Stationskwartier. De bodem op meerdere locaties verontreinigd met onder andere gechloreerde aromaten (VOCl), benzeen en minerale oliën. Deze deels mobiele verontreinigingen zijn doorgedrongen tot in het eerste watervoerende pakket, tot maximaal 20 m-mv (top eerste scheidende laag).
25.504/60466/RuW
3 november 2011
11
Volgens de informatie van de gemeente zijn deze verontreinigingen niet doorgedrongen tot het tweede watervoerende pakket. Aangezien de verontreinigingen niet worden beïnvloed door de toepassing van energieopslag in het tweede watervoerende pakket, vormen ze geen belemmering. De verontreinigingen vormen wel een aandachtspunt in de realisatiefase, wanneer de bronnen worden geboord. 2.2.4
Aardkundige waarden Binnen het projectgebied zijn volgens de provinciale gegevens geen aardkundige waarden of aardkundige monumenten aanwezig.
2.2.5
Archeologie De gemeente Breda heeft de archeologische waarden in het projectgebied in kaart gebracht. Voor gebieden met middelhoge of hoge archeologische verwachtingswaarde geldt dat er sprake is van een onderzoeksverplichting bij een grondbewerking van meer dan 100 m². Bij de aanleg van de benodigde leidingen van een energieopslagsysteem kan deze onderzoeksverplichting spelen.
2.2.6
Infrastructuur In het plangebied Stationskwartier zullen meerdere parkeerkelders onder woningen worden gerealiseerd. Tevens loopt door het plangebied Stationskwartier de spoorlijn tussen Roosendaal en Den Bosch en bevindt zich het station Breda CS. Alle infrastructurele werken bevinden zich bovenin het eerste watervoerende pakket. Ook hiervoor geldt dat geen negatieve effecten zullen optreden, omdat een onttrekking in het tweede watervoerende pakket minimale effecten heeft op de grondwaterstand in het eerste watervoerende pakket. De parkeerkelders vormen wel aandachtspunten bij het bepalen van de bronlocaties.
2.2.7
Kabels en leidingen De aanwezige en geplande kabels en leidingen vormen een aandachtspunt tijdens de ontwerp- en realisatiefase van energieopslagsystemen. Het betreft voornamelijk de inpassingsmogelijkheden van bronnen en bijbehorend leidingwerk. Dit vraagt in stedelijk gebied afstemming. Door deze afstemming in een vroeg stadium mee te nemen, kan energieopslag in de planvorming geborgd worden.
2.2.8
Niet-ontplofte explosieven In het plangebied kunnen niet-ontplofte explosieven aanwezig zijn. De meest recente en complete lijst kan bij de gemeente Breda opgevraagd worden.
2.3
Juridisch kader De provincie Noord-Brabant stelt met betrekking tot energieopslag de voorwaarde dat de bronfilters van een energieopslagsysteem niet dieper dan 80 m-mv gerealiseerd mogen worden. Met deze voorwaarde wordt het beschikbare pakket, waarin de bronfilters gerealiseerd mogen worden, beperkt van circa 45 m-mv tot 80 m-mv. Daarnaast mag volgens het beleid van de provincie Noord-Brabant een energieopslagsysteem geen negatieve invloed hebben op de omgevingsbelangen.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
12
De gemeente Breda heeft als beleid dat de bronnen zo veel mogelijk op eigen terrein geplaatst dienen te worden.
2.4
Bodempotentiekaart Voor de gebieden Zoete Inval, Havenkwartier en Drie Hoefijzers Noord zijn de bouwplannen nog niet vastgesteld. Hierdoor is het niet mogelijk om voor deze gebieden een masterplan op te stellen. Om toch toekomstige gebruikers te wijzen op de mogelijkheden van energieopslag is een bodempotentiekaart voor deze gebieden opgesteld. In deze paragraaf is de bodempotentiekaart beschreven.
2.4.1
Bodemgeschiktheid De geschiktheid van de ondergrond voor open systemen is in belangrijke mate afhankelijk van de opslagcapaciteit van de aanwezige watervoerende zandpakketten in de ondergrond. Hoe dikker het zandpakket, hoe geschikter het pakket voor open systemen. Over het algemeen geldt voor de toepassing van energieopslag een minimale pakketdikte van circa 10 m. Naast de opslagcapaciteit is de doorlatendheid van de watervoerende zandlaag van belang. De doorlatendheid geeft aan hoe makkelijk het water naar de bronnen toestroomt. De doorlatendheid wordt in belangrijke mate bepaald door de grofkorreligheid van de zandlaag. Hoe grover het zand, hoe hoger de doorlatendheid van het zand. Een energieopslagsysteem kan goed functioneren als de doorlatendheid van de watervoerende laag groter is dan circa 10 m per dag. Bij een lagere doorlatendheid zijn meer of grotere bronnen nodig om het water te onttrekken. Dit maakt een energieopslagsysteem duurder en daardoor financieel minder aantrekkelijk. Het product van de dikte (D in m) en de doorlatendheid van de zandlaag (k in m per dag) levert het doorlaatvermogen. De eenheid van het doorlaatvermogen (kD) is m² per dag. Het doorlaatvermogen bepaalt hoeveel water aan een watervoerende laag kan worden onttrokken. De schematisatie van de bodemopbouw (figuur 2.1) is gebaseerd op REGIS-data van TNO Bouw en Ondergrond. Deze data zijn gecontroleerd aan de hand van boorbeschrijvingen uit DINO-Loket en gerealiseerde energieopslagsystemen. Het is bekend dat op enkele locaties het doorlaatvermogen enigszins wordt overschat. Op andere locaties wordt het doorlaatvermogen juist onderschat.
2.4.2
Legenda geschiktheidkaart De geohydrologische opbouw zoals in paragraaf 2.1.1. is beschreven, vormt de basis voor de indeling van de geschiktheidkaarten. In de geschiktheidkaart wordt weergegeven hoe geschikt de ondergrond is voor energieopslag. Op basis van de benodigde opslagcapaciteit en een minimale doorlatendheid van 10 m per dag zijn verschillende geschiktheidklassen onderscheiden (tabel 2.1).
25.504/60466/RuW
3 november 2011
13
Tabel 2.2 legenda matig geschikt
geschikt
zeer geschikt
Bodemgeschiktheidsklassen kD [m²/d]¹ toelichting² < 150 Maximale capaciteit van één brondoublet bedraagt circa 15 m³ per uur. De bodem is geschikt voor de bouw van minimaal 15 huizen, 7 appartementen of 5.000 m² bruto vloer oppervlak (bvo), zonder meerinvestering in een extra koude en warme bron (doublet). 150 - 600 Maximale capaciteit van één brondoublet bedraagt circa 15 tot 50 m³ per uur. De bodem is geschikt voor de bouw van 40 huizen, 20 appartementen of 7.500 m² bvo, zonder meerinvestering in een extra koude en warme bron (doublet). > 600 Maximale capaciteit van één brondoublet is groter dan 50 m³ per uur. De bodem is geschikt voor de bouw van minimaal 50 huizen, 30 appartementen of 10.000 m² bvo, zonder meerinvestering in een extra koude en warme bron (doublet).
¹ Bij het bepalen van de kD-klassen is rekening gehouden met de praktijksituatie dat gemiddeld slechts 80% van de dikte van het watervoerend pakket gebruikt kan worden voor het plaatsen van filters. ² Het debiet per woning is sterk afhankelijk van het type woning en het energieconcept en kan hierdoor aanzienlijk variëren. Uitgangspunt voor tabel 2.2 vormt een grondgebonden woning en een monovalent energieconcept [Lit. 1].
2.4.3
Bodempotentiekaart Stationskwartier In figuur 2.5 is de bodempotentiekaart weergegeven, in bijlage 1 is de kaart op A3formaat te vinden.
Figuur 2.5
bodempotentiekaart
De ondergrond is in het plangebied Stationskwartier geschikt tot zeer geschikt. Aan de oostkant lijkt de ondergrond meer geschikt voor energieopslag dan in de gebieden Havenkwartier en Zoete Inval. Echter kan in het gehele projectgebied circa 50 m³/uur onttrokken en geïnfiltreerd worden met één doublet.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
14
3
Duurzame energielevering Dit hoofdstuk beschrijft de indeling van het masterplangebied Stationskwartier, de gebieden Havenkwartier, Zoete Inval en Drie Hoefijzers Noord worden buiten beschouwing gelaten. Tevens worden de te doorlopen stappen besproken om tot de energetische uitgangspunten van het masterplan te komen: hoeveel bronnen zijn er in welk deelgebied nodig?
3.1
Inrichting plangebied Het plangebied Stationskwartier beslaat circa 0,2 km². Voor de uitwerking van het duurzaam energieconcept is het Stationskwartier onderverdeeld in een aantal deelgebieden. Figuur 3.1 presenteert de indeling van de plangebieden in deelgebieden. De indeling van is gebaseerd op de bovengrondse inrichting van de deelgebieden.
Figuur 3.1
Plangebied Stationskwartier
De bovengrondse indeling van het plangebied bepaalt in belangrijke mate waar warme en koude bronnen worden gepositioneerd. Op dit moment is nog niet bekend welke kavels in de toekomst gebruik zullen maken van energieopslag. Rekening houdend met de overige randvoorwaarden wordt gestreefd het masterplan dusdanig in te richten dat in de directe nabijheid elk gebouw van een zoekgebied voor warme en koude bronnen ligt.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
15
3.2
Energetische uitgangspunten Om de energetische uitgangspunten te bepalen zijn de volgende stappen doorlopen (figuur 3.2). De energetische uitgangspunten zijn in overleg met gemeente Breda vastgesteld.
Figuur 3.2
Stappenplan van gasverbruik naar debiet en waterhoeveelheid
Gebouwzijdige energievraag Op basis van de verwachte bouwvolumes (gegevens gemeente Breda) is de energievraag van de zes verschillende deelgebieden bepaald. In tabel 3.1 zijn de warmte- en koudevraag en vermogen opgenomen. Tabel 3.1 deelgebied
Gebouwzijdige energievraag per deelgebied verwarming vermogen [kWt]
warmtevraag [MWht/jaar]
1 1.450 2.000 2 4.250 4.100 3 1.800 1.700 4 500 450 5 650 550 6* * Dit deelgebied is reeds van energieopslag voorzien.
koeling vermogen [kWt]
koudevraag [MWht/jaar]
600 3.700 1.450 500 650 -
305 2.800 1.100 400 500 -
Bodemzijdige energievraag De gebouwzijdige energievraag is vertaald in de bodemzijdige energievraag. Dit is de hoeveelheid warmte en koude die aan de bodem moet worden onttrokken om de gevraagde hoeveelheid energie te kunnen leveren. De bodemzijdige energievraag wordt berekend aan de hand van een energieconcept. De meest voorkomende energieconcepten zijn het monovalente concept en het bivalente concept. Omdat momenteel nog onduidelijk is hoe het duurzame energieconcept voor het masterplangebied Stationskwartier concreet ingevuld gaat worden, moet het masterplan zo flexibel mogelijk worden ingericht. Bij monovalente koude- en warmtelevering is de waterverplaatsing door het grondwatersysteem het grootst. Echter zal naar verwachting in praktijk monovalente koudelevering en bivalente warmtelevering (figuur 3.3) bij de meeste nieuwbouwlocaties toegepast worden. Derhalve wordt dit concept toegepast bij de invulling van het masterplan.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
16
Figuur 3.3
Monovalente koudelevering en bivalente warmtelevering
Energetisch concept Monovalente koudelevering en bivalente warmtelevering Bij dit concept vindt de warmtelevering plaats middels een bivalent systeem. De basislast (circa 30%) van het totale verwarmingsvermogen zal worden geleverd door de warmtepompen in combinatie met het energieopslagsysteem. De warmtepompen zullen veel uren draaien (basislast) en daarmee circa 80% van de totale warmtevraag leveren. Naast de warmtepompen wordt stadsverwarming of relatief goedkope ketels opgesteld ten behoeve van de pieklastdekking en voor het leveren van warmtapwater. De koudelevering vindt monovalent plaats door middel van directe koeling.
In de tabel 3.2 is aangegeven wat de benodigde vermogens en energiehoeveelheden van de beoogde grondwatersystemen zijn. Tabel 3.2
Bodemzijdige energievraag per deelgebied
deelgebied
verwarming vermogen [kWt]
warmtevraag [MWht/jaar]
koeling vermogen [kWt]
koudevraag [MWht/jaar]
1 2 3 4 5 6
380 1.120 465 135 174 -
1.200 2.450 1031 257 330 -
300 1.850 726 257 320 -
320 2.940 1137 428 520 -
Debiet en waterhoeveelheid De bodemzijdige energievraag is omgerekend naar een benodigd debiet en een waterverplaatsing per seizoen. De getallen zijn weergegeven in tabel 3.3. Hierbij wordt gekeken naar de warmtevraag, die als leidend wordt gezien. Op basis hiervan is het benodigde debiet en de benodigde waterhoeveelheid per seizoen bepaald.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
17
Tabel 3.3
Debiet en waterverplaatsing per deelgebied
deelgebied 1 2 3 4 5 6
debiet [m3/uur] 55 200 80 30 35 -
waterverplaatsing [m3/seizoen] 210.000 510.000 200.000 75.000 90.000 -
totaal
400
1.085.000
25.504/60466/RuW
3 november 2011
18
4
Uitwerking Masterplan Dit hoofdstuk beschrijft hoe ondergrondse ordening kan worden vormgegeven in een masterplan. Hierbij wordt op conceptueel niveau beschreven aan welke randvoorwaarden de positionering van koude en warme bronnen binnen het plangebied moet voldoen. Gezien de wensen van de gemeente Breda om de ondergrond optimaal te benutten voor energieopslag zullen er keuzes gemaakt worden ten aanzien van de toepassing van systemen. Het masterplan is in gericht op open energieopslagsystemen. Via de ordeningsregels wordt het gebruik van gesloten systemen en recirculatie-energieopslagsystemen in het masterplangebied uitgesloten
4.1
Masterplankaart Momenteel is het nog niet bekend of gebruik gemaakt zal worden van een individuele energievoorziening (per gebouw) of een collectieve systeem. Derhalve zijn voor beide opzetten een masterplankaart gemaakt. Figuur 4.1 toont de kaart waarbij uitgegaan wordt van een collectief systeem. De masterplankaart in figuur 4.2 kan gebruikt worden als uitgegaan wordt van individuele systemen. Voor een versie op A3-formaat van beide kaarten wordt verwezen naar bijlage 2.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
19
Figuur 4.1
Masterplankaart energieopslag (collectief systeem)
Wanneer collectieve systemen worden toegepast, kan in Stationskwartier West het maximale debiet van 55 m³/uur onttrokken worden. Door de beperkte ruimte is het maximale debiet in Stationskwartier Oost 30 m³/uur.
Figuur 4.2
25.504/60466/RuW
Masterplankaart energieopslag (individuele systemen)
3 november 2011
20
Figuur 4.2
Masterplankaart energieopslag (individuele systemen)
Als voornamelijk individuele systemen aangelegd worden, bedraagt het maximale onttrekkings- en infiltratiedebiet voor het gehele masterplangebied 30 m³/uur bedragen. Door te kiezen voor een beperkter debiet is het mogelijk een koude en een warme strook bij elk gebouw aan te wijzen. De inrichtingskaarten geven de locaties voor het positioneren van de bronnen weer middels de zoekgebieden voor koude bronnen (blauwe stroken) en warme bronnen (rode stroken). In deze stroken zijn de voorkeursposities aangegeven met een donkere rode of blauwe kleur. Uitgangspunt hierbij is dat de bronnen worden gedimensioneerd op maximale broncapaciteit (en hiermee maximale grootte van de thermische koude en warme bel). De thermische scheidslijn legt de maximale reikwijdte van koude en warme bellen vast om negatieve interactie te voorkomen. Afwijkingen van het plan zijn toegestaan indien kan worden aangetoond dat dit geen nadelige gevolgen heeft voor andere (toekomstige) energieopslagsystemen. De belangrijkste randvoorwaarden voor de inrichting van het masterplan energieopslag zijn: - de bovengrondse inrichting van het plangebied: de beschikbare ruimte voor bronpositionering (hoofdstuk 2 en 3); - de bodemgeschiktheid, ondergrondse functies en belangen en de energievraag (hoofdstuk 2 en 3); - thermische randvoorwaarden. Om maximaal rendement van het energieopslagsysteem te garanderen, gelden een aantal thermische randvoorwaarden. Paragraaf 4.2 gaat nader in op deze voorwaarden.
4.2
Thermische randvoorwaarden
4.2.1
Ordeningsprincipe Om te zorgen dat energieopslagsystemen thermisch gezien optimaal functioneren en de hydrologische effecten acceptabel zijn, gelden in de praktijk twee ordeningspatronen voor de bronnen: een dambordpatroon en een strokenpatroon (zie figuur 4.3).
Figuur 4.3
25.504/60466/RuW
Dambordpatroon (links) versus strokenpatroon (rechts)
3 november 2011
21
Dambordpatroon Een dambordpatroon gaat uit van een repeterend patroon, waarbij koude en warme bronnen elkaar afwisselen met vaste onderlinge afstanden. Voordeel van dit patroon is dat de effecten op de grondwaterstand die optreden als gevolg van het onttrekken en infiltreren van grondwater minimaal zijn. Nadeel is dat de opslagcapaciteit van de ondergrond minder efficiënt wordt gebruikt, omdat tussen iedere koude en warme bron voldoende tussenruimte moet worden gelaten om thermische interactie tussen de koude en warme bel te voorkomen. Strokenpatroon Een strokenpatroon gaat uit van een afwisseling van koude en warme stroken met een vaste onderlinge afstand in het gebied. Koude bronnen mogen in de koude stroken worden geplaatst en warme bronnen in de warme stroken. Het voordeel van het strokenpatroon is dat de opslagcapaciteit van de ondergrond efficiënter wordt benut dan bij het dambordpatroon. Een nadeel van het strokenpatroon is dat de hydrologische effecten groter zijn dan bij een kruislingse variant. Om het masterplan zo flexibel mogelijk in te steken, is gekozen om het strokenpatroon en de bronafstand voor de verschillende deelgebieden verschillend vorm te geven. 4.2.2
Afstand tussen warme en koude stroken Tussen de koude en de warme stroken is een zekere minimale afstand nodig om te voorkomen dat interactie plaatsvindt tussen de opgeslagen koude en warmte. De benodigde afstand tussen de koude en warme stroken is afhankelijk van de filterlengte van de bronnen en de hoeveelheid water die per seizoen per bron wordt verplaatst. Filterlengte Om de beschikbare ruimte in de ondergrond zo veel mogelijk te benutten, is in de meeste deelgebieden gekozen voor een zo groot mogelijke filterlengte. In de bodem is circa 25 m aan geschikte zandlagen aanwezig om een filter te plaatsen. Voor de bepaling van de breedte van de warme en koude stroken is uitgegaan van een maximale benutting van de filterlengte. Waterverplaatsing Om het masterplan zo flexibel mogelijk in te steken, is gekozen om het strokenpatroon en de bronafstand voor de verschillende deelgebieden verschillend vorm te geven. Als gevolg hiervan verschilt bij het masterplan voor collectieve systemen de maximaal te onttrekken waterhoeveelheid per doublet tussen de deelgebieden onderling. Het strokenpatroon in het westelijke deel van het masterplangebied Stationskwartier is ingericht op een maximaal debiet van 55 m³/uur. Het strokenpatroon in het oostelijke deel is gebaseerd op een maximaal brondebiet van 30 m³/uur. Bij het masterplan voor individuele systemen geldt voor het totale masterplangebied een maximaal brondebiet van 30 m³/uur. In het totale masterplangebied is uitgegaan van 1.500 vollasturen. De maximale waterverplaatsing op basis van ontwerpnormen bedraagt bij het masterplan voor collectieve systemen 82.500 m³/seizoen in het westelijke deel en 45.000 m³/seizoen in het oostelijke deel. Bij het masterplan voor individuele systemen geldt voor het totale masterplangebied een waterverplaatsing van 45.000 m³/seizoen.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
22
Afstand tussen warme en koude strook Op basis van het bovenstaande bedraagt de afstand tussen de rand van de warme strook en de rand van de koude strook 140 m in het westelijke deel. In het oostelijke deel is de strookafstand 75 m.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
23
5
Beleid
5.1
Besluit Bodemenergie De verwachting is dat per 1 juli 2012 het Besluit Bodemenergie (AMvB Bodemenergie) van kracht wordt. Het besluit is geen zelfstandig besluit maar wijzigt vijf bestaande besluiten, te weten het Activiteitenbesluit, Besluit lozen buiten inrichtingen, Besluit bodemkwaliteit, Waterbesluit en Besluit omgevingsrecht. Het Besluit Bodemenergie heeft vier belangrijke doelen: - de vergunningverlening voor open systemen vereenvoudigen; - de vergunningverlening voor gesloten systemen regelen; - het voorkomen van interferentie tussen open energieopslagsystemen onderling, tussen gesloten systemen onderling, en tussen open en gesloten systemen; - het borgen van de kwaliteit van de aanleg van energieopslagsystemen door middel van onder andere het invoeren van certificering van bedrijven. Door de invoering van het besluit zal de regelgeving voor open en gesloten systemen veranderen. De provincie blijft bevoegd gezag voor open systemen. De gemeente wordt bevoegd gezag voor de gesloten systemen. Dat betekent dat de gemeente vanaf 1 juli 2012 gesloten systemen moet registreren en hierop handhaven. Het voorliggende masterplan vormt samen met de bijbehorende ordeningsregels (zie volgende paragraaf) de basis voor het beleid in het masterplangebied Stationsgebied.
5.2
Juridische verankering Het masterplan is nog niet juridisch verankerd. Hierdoor heeft het plan geen juridische status. Het is van belang om het masterplan energieopslag juridisch te verankeren, om indien noodzakelijk af te kunnen dwingen dat initiatiefnemers binnen een plangebied zich houden aan de in het masterplan opgenomen randvoorwaarden voor ondergrondse ordening. Dit masterplan zal op zowel provinciaal als gemeentelijk niveau moeten worden verankerd. De provinciale verankering is noodzakelijk omdat de provincie bevoegd gezag is voor open energieopslagsystemen. De provinciale verankering heeft als voordeel dat de provincie het masterplan kan gebruiken als onderlegger voor het afgeven van de vergunning Waterwet bij vergunningaanvragen voor nieuwe energieopslagsystemen.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
24
Het plan kan op gemeentelijk niveau verankerd worden door het masterplan te koppelen aan een gemeentelijk beleidsregel of aan het bestemmingsplan. Omdat de gemeente Breda per 1 juli 2012 bevoegd gezag wordt voor gesloten systemen (bodemwarmtewisselaars) is het van belang ook regelgeving hiervoor op te nemen in het masterplan. Deze regelgeving is uitgewerkt in de ordeningsregels (paragraaf 5.3).
5.3
Ordeningsregels Wanneer het masterplan in de toekomst concreet wordt ingezet, dienen de gebruikers zich bij het inrichten van hun energieopslagsysteem aan een aantal ordeningsregels te conformeren. De ordeningsregels zijn opgesteld in vier delen. Deel 1 beschrijft de algemene regels voor het gebruik van het masterplan, deel 2 beschrijft de aandachtspunten bij de positionering van de bronnen, deel 3 geldt voor doubletsystemen en deel 4 beschrijft de algemene aandachtpunten voor de toepassing van energieopslagsystemen.
5.3.1
Deel 1: Algemeen 1. De toepassing van nieuwe monobron- en recirculatiesystemen en bodemwarmtewisselaars (gesloten systemen) worden niet toegestaan in het plangebied. 2. Overige grondwateronttrekkingen (bronbemalingen, grondwatersaneringen, etc.) dienen met de aanleg en de exploitatie rekening te houden met dit masterplan. Daarvoor dient toetsing plaats te vinden waarbij wordt aangetoond dat geen negatieve invloed wordt uitgeoefend. 3. Alle grondwateronttrekkingen binnen het grensgebied (200 m vanaf gebiedscontour) dienen te worden gemeld bij de provincie twee weken voor ingebruikname. 4. Afwijkingen van de ordeningsregels in dit masterplan zijn toegestaan mits kan worden aangetoond dat dit geen nadelige gevolgen heeft voor andere (toekomstige) energieopslagbelangen.
5.3.2
Deel 2: Aandachtspunten positionering bronnen 1. De aanwezige en geplande kabels en leidingen vormen een aandachtspunt tijdens de ontwerpfase van energieopslagsystemen. Het betreft voornamelijk de inpassingsmogelijkheden van bronnen en bijbehorend leidingwerk. Dit vraagt in stedelijk gebied om afstemming met de gemeente Breda en kabel- en leidingbedrijven. 2. De aanwezige verontreinigingen vormen een aandachtspunt tijdens de realisatie van energieopslagsystemen. Mogelijk dienen aanvullende maatregelen te worden genomen met betrekkingen tot het boren in en afvoeren van de verontreinigde grond en grondwater. Tevens kan het bevoegd gezag (provincie) tijdens de vergunningaanvraag Waterwet voor een nieuw energieopslagsysteem vragen om berekeningen van de mogelijke effecten op de aanwezige verontreinigingen. De gemeente Breda heeft de voorkeur dat bekende verontreinigingen niet doorboord mogen worden. Bij aanwezigheid van verontreinigingen is afstemming met de gemeente noodzakelijk.
5.3.3
Deel 3: Doubletsystemen Onderstaande regels zijn van toepassing op het gebruik van doubletsystemen, waarin opslag van warmte en koude plaatsvindt. 1. De warme en koude bronnen, gedimensioneerd op maximaal debiet, moeten worden gepositioneerd binnen de “zoekgebieden warme en koude bronnen”, op de kaart aangegeven als warme en koude stroken. 2. Het thermische invloedsgebied van de warme en de koude bronnen mag maximaal tot aan de thermische scheidslijn reiken.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
25
3. Het tweede watervoerende pakket is aangewezen voor de toepassing van grootschalige open energieopslagsystemen. Voor het plaatsen van de filters van de warme en de koude bronnen wordt gebruik gemaakt van het traject tussen 40 en 80 m-mv. 4. Het maximale debiet van een energieopslagsysteem in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket mag niet meer dan 55 m³/uur bedragen. In deelgebied ten oosten van OV Terminal bedraagt het maximale debiet 30 m³/uur. 5. Tussen bronnen van hetzelfde type in een doubletsysteem (tussen twee koude of twee warme bronnen) bedraagt de minimale afstand 30 m bij een debiet van 55 m³/uur. Indien het debiet kleiner is, vermindert de minimale afstand evenredig. 6. Voor systemen waarvan bronnen van hetzelfde type in elkaars thermische invloedsgebied liggen, dient de infiltratietemperatuur van een nieuw systeem minder dan 3°C af te wijken van het bestaande systeem. 5.3.4
Deel 4: aandachtspunten toepassing energieopslag 1. De doubletsystemen van OV Terminal en de Heren van Breda passen in het masterplan. Deze systemen vormen geen aandachtspunt voor toekomstige energieopslagsystemen. 2. De aanwezige verontreinigingen vormen een aandachtspunt tijdens de realisatie van energieopslagsystemen. Mogelijk dienen aanvullende maatregelen te worden genomen met betrekkingen tot het boren in en afvoeren van de verontreinigde grond en grondwater. Tevens kan het bevoegd gezag (provincie) tijdens de vergunningaanvraag Waterwet voor een nieuw energieopslagsysteem vragen om berekeningen van de mogelijke effecten op de aanwezige verontreinigingen. De gemeente Breda heeft de voorkeur dat bekende verontreinigingen niet doorboord mogen worden. Bij aanwezigheid van verontreinigingen is afstemming met de gemeente noodzakelijk. 3. Wanneer bij de realisatie van een energieopslagsysteem meer dan 100 m² grond geroerd wordt, is er sprake van een gemeentelijke archeologische onderzoeksverplichting. 4. Bij het bepalen van de bronlocaties dient rekening gehouden te worden met nietontplofte explosieven. De meest recente en complete lijst kan bij de gemeente Breda opgevraagd worden.
25.504/60466/RuW
3 november 2011
26
Bijlage 1 Bodempotentiekaart
25.504/60466/RuW
3 november 2011
Bijlage 2 Masterplankaarten
25.504/60466/RuW
3 november 2011
