POWER2NIJMEGEN Op weg naar een energieneutrale stad in 2045

POWER2NIJMEGEN Op weg naar een energieneutrale stad in 2045

2

INLEIDING Het in de Duurzaamheidsagenda (2011) geformuleerde Nijmeegse duurzaamheidsbeleid krijgt vorm via 5 pijlers: 1) een energieneutrale stad 2) een klimaatneutrale organisatie 3) een economisch duurzame stad 4) een stad met duurzame mobiliteit 5) een duurzame en klimaatbestendige stad Bij de pijler energieneutrale stad is aangegeven dat Nijmegen energieneutraal wil zin in 2045 en hiertoe een energievisie opstelt samen met stakeholders in de stad. Dit houdt concreet in dat het in de duurzaamheidsagenda gebruikte scenario om als stad Nijmegen energieneutraal te zijn in 2045 verder wordt uitgewerkt in een aantal energietransitiepaden, die gezamenlijk moeten leiden tot het gewenste einddoel. Dit einddoel is energieneutraliteit in 2045. Hiertoe is een voorbeeldscenario opgesteld samen met Royal Haskoning. Dit vormt het uitgangspunt voor het opstellen van de transitiesporen. Voor de berekening die toto dit scenario hebben geleid zie het document: Power2Nijmegen 2045 - voorbeeldscenario

MOTIVERING EN NOODZAAK Nijmegen wil een energieneutrale stad worden omdat de fossiele energie het komende decennium opraakt. Nederland wil de omslag maken van nette exporteur naar netto importeur van aardgas in 2025. Wereldwijd is, bij de verwachte groei van de vraag naar energie, alle fossiele brandstof (inclusief uranium!) binnen 75 jaar op (bron: KEMA). Dat heeft tot gevolg dat onze energiezekerheid steeds meer in het geding komt in de komende decennia. Om dit te voorkomen is een energietransitie naar duurzame energie noodzakelijk. We hebben fossiele brandstoffen nodig om deze energietransitie te bewerkstellingen. Die moeten we voor deze transitie inzetten voordat hun volume te klein is om dat nog te kunnen doen.


3

Figuur 1: bron: Energierapport 2011, Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie Een tweede kenmerk van deze energietransitie is een verschuiving van centrale energieopwekking naar meer decentrale energieopwekking. Decentrale energieopwekking vereist een andere energie-infrastructuur, andere organisatievormen en andere financieringsvormen. Bovendien staat een decentrale energie-infrastructuur dichter bij de mensen en bedrijven. Omdat de energievoorziening naar verwachting straks voor een groot deel decentraal zal zijn is het ook goed om daar op lokaal en regionaal niveau nu al plannen voor te maken. Daarmee samenhangend is er ook een economische reden om in te zetten op een lokale of regionale aanpak. Stijgende en fluctuerende energieprijzen leiden tot steeds hogere kosten voor burgers. Bedrijven zien energie meer en meer als een onbetrouwbare post in hun boekhouding. Door in te zetten op energiebesparing en decentrale energieopwekking worden de energiekosten stabieler en blijft het geld in de eigen regio. Burgers en bedrijven kunnen participeren in hun eigen energieopwekking.

CONTEXT Nijmegen is geen eiland. De energievisie wordt opgesteld in een context waarbinnen de EU werkt aan een roadmap voor een klimaatneutrale energievoorziening in 2050. Nijmegen is hieraan gebonden door deelname aan het EU Convenant of Mayors (tenminste 20% CO2 reductie in 2020). Nederland is tevens verplicht deze routekaart ook voor ons land uit te werken. De keuze van Nederland daarbij is het openhouden van alle opties. Dat wil zeggen dat naast duurzame energie ook wordt ingezet op grootschalige import van biomassa, kernenergie en ondergrondse CO2 opslag uit kolencentrales. De Provincie Gelderland en stadregio Arnhem-Nijmegen zetten in op een volledige duurzame energietransitie richting 2050. Nijmegen laat door te kiezen voor energieneutraliteit in 2045 zien dat zij maximaal werk wil maken om in de eigen energiebehoefte zoveel mogelijk decentraal en duurzaam te voorzien.


4

Daar waar dit niet lukt, dient allereerst gekeken te worden naar duurzame energieopwekking in regionaal verband. Indien dit ook onvoldoende potentie biedt kan voor de resterende vraag verder gekeken worden naar import van elders opgewekte duurzame energie.

Figuur 2: Europees supergrid voor duurzame energie


5

TRANSITIESPOREN In onderstaande figuur is de centrale vraagstelling van POWER2NIJMEGEN weergegeven. Opgave hierbij is 50% van het huidige verbruik te besparen en 50% duurzaam lokaal of regionaal op te wekken. Daarnaast dienen we autonome groei tot een minimum te beperken.

Fout! Objecten kunnen niet worden gemaakt door veldcodes te bewerken. Figuur 3: opgave energietransitie 2045

TRANSITIESPOOR ENERGIEBESPARING Om te komen tot 50% energiebesparing in 2045 is een stevig energiebesparingsplan nodig voor zowel de eigen organisatie en openbare voorzieningen, huishoudens en bedrijven en instellingen. Hieronder zijn een aantal sporen beschreven die samen het Nijmeegse energiebesparingsbeleid tot 2020 vormen: ENERGIEAANPAK PARTICULIERE WONINGEN De gemeente Nijmegen zet actief in op het benaderen en ondersteunen van huishoudens om hun woning energiezuiniger te maken. Verwachting is dat met deze aanpak tot 2015 ongeveer 1.500 huishoudens worden bereikt die hun woning 20-30% energiezuiniger maken. Tussen 2015 en 2020 is de verwachting dat nog eens 5.000 huishoudens hun woning op een dergelijke manier aanpakken. PRESTATIEAFSPRAKEN WONINGCORPORATIES Met woningcorporaties zijn afspraken gemaakt over het 20-30% energiezuiniger maken van hun voorraad (m.b.t gasverbruik) tussen nu en 2020 (minimaal 2 labelsprongen). Het gaat hierbij in totaal om naar schatting 20.000 woningen. ZUINIGE HUISHOUDELIJKE APPARATEN De EU voert een productenbeleid waarbij huishoudelijke apparaten en verlichting steeds energie zuiniger moeten worden. Dit leidt tot een autonome besparing. De gemeente kan de aanschaf van energiezuinige apparaten verder stimuleren. ENERGIE EFFICIENCY INDUSTRIE Industriële bedrijven hebben met het Rijk branchegerichte afspraken gemaakt over de realisatie van 2% energiebesparing per jaar. De gemeente kan hiernaar verwijzen bij handhaving en kan aanvullend projecten met industriële bedrijven opzetten voor verdere verduurzaming (bv. Nijmeegs Energie Convenant). TOEPASSING WET MILIEUBEHEER BIJ MKB De Wet Milieubeheer biedt via de verruimde reikwijdte mogelijkheden om energiebesparingsmaatregelen met een terugverdientijd van 5 jaar af te dwingen. Indien toegepast op alle relevante sectoren (zorg, onderwijs, horeca en detailhandel) is genoemde besparing te bereiken.


6

ENERGIEBESPARING OPENBARE VERLICHTING EN GEMEENTELIJKE GEBOUWEN De gemeente Nijmegen voert een actief energiebesparingsbeleid voor de openbare verlichting en haar eigen gebouwen. Hiermee wordt ongeveer 20-30% besparing gehaald ten opzichte van de huidige situatie. In 2030 wil de gemeente een energieneutrale organisatie zijn. Met welke maatregelen en beleid invulling gegeven kan worden aan de energiebesparing na 2020 is nu nog niet bekend. Dat is een interessante discussie voor de verdere invulling van dit transitiespoor.


7

TRANSITIESPOOR DUURZAME ENERGIE Wanneer Nijmegen erin slaagt om in 2045 zijn energieverbruik met ruwweg 50% terug te dringen ten opzichte van het autonome verbruik, is het mogelijk de nog benodigde 50% lokaal of regionaal duurzaam op te wekken. Daarvoor zijn echter zeer forse maatregelen nodig. Hieronder zijn de Duurzame Energie (DE) smaken waarvan Nijmegen gebruik kan maken aangegeven. Elektriciteitsopwekking

DE smaken

- afvalverbranding - zonne-energie (PV) - windenergie - biomassa / afval - geothermie (> 4 km) - waterkracht

Warmtelevering

Koudelevering

- restwarmte (bv .afval)

- warmtepompen

- Koude Warmte Opslag (KWO)

- adiabatische koelers

- warmtepompen (lucht, water,

- witte / groene daken

riool)

- oppervlaktewater

- zonthermische energie

- grondwater

- geothermie (> 2km)

- Koude Warmte Opslag (KWO) - stedenbouwkundig ontwerp

Groen gas - biomassa: GFT, snoeiafval - RWZI - stortgas - faecaliën - algen (?)

Figuur 4: vormen van duurzame energie

Hieronder zijn de belangrijkste toekomstige duurzame energiebronnen, de bijdrage die zij kunnen leveren aan de duurzame energieopwekking in Nijmegen verder toegelicht.

A. ZONNE-ENERGIE Nijmegen wil zich graag profileren als zonnestad. In 2008 is daartoe het zonnekrachtterm opgericht met daarin menen uit het bedrijfsleven en maatschappelijk organisaties die zich bezighouden met zonne-energie. Voorzitter is voormalig Tweede Kamerlid Ad Lansink. In 2008 heeft het Zonnekrachtteam het plan “Kies de zonzij” gepresenteerd met daarin aanbeveling om tot en uitrol van zonne-energie in Nijmegen te komen.


8

Vanuit dit plan is reeds een aantal projecten gerealiseerd of in voorbereiding. Zo zijn de daken van gemeentelijke panden voorzien van PV-panelen, voorzieningen in de openbare ruimte en is een icoon voor zonne-energie in Nijmegen, een kunstwerk in de vorm van een zonneboom, in voorbereiding.

Figuur 5: zonneboom en Hatert Zonnekrachtwijk In Hatert zijn met woningcorporaties en instellingen 2000 zonnepanelen geplaatst. Particuliere woningeigenaren zijn gestimuleerd om te investeren in zonnekracht door het instellen van een gemeentelijke zonnesubsidie. Zonne-energie is er in 2 smaken: Photovoltaïsche panelen (PV) die elektriciteit opwekken en zonneboilers die warmte opwekken (voor warmwatervoorziening).

PHOTOVOLTAÏSCHE ZONNE-ENERGIE (PV) Photovoltaïsche zonne-energie is energie die wordt gewonnen met zonnepanelen die zonlicht rechtstreeks omzetten in elektriciteit. Voor zonne-energie (PV) speelt momenteel de discussie van het moment wanneer deze kan concurreren met grijze energie uit het stopcontact. Vanaf dat moment dat “grid parity” genoemd wordt kunnen zonnepanelen concurreren met stroom uit het net en wordt een forse spin-off verwacht. Echter ook dan is er nog een aantal hobbels te nemen. Zoals de voorinvestering die een gebruiker moet doen en de terugverdientijd over een langere periode. Daarnaast speelt vaak ook de eigendomssituatie een rol. Wanneer iemand weet binnen 5 jaar te verhuizen loont het dan wel om nu te investeren in zonnepanelen die pas na 5 of 10 jaar gaan renderen? Om deze hobbels te nemen zijn er innovatieve financieringsconstructies en organisatievormen mogelijk. Denk bijvoorbeeld aan een constructie waarbij een particulier panelen least in plaats


9

van koopt. Een voorbeeld van een organisatievorm is een coöperatie waarbij particulieren de panelen gezamenlijk bezitten. Onlangs is in Nederland “grid parity” voor PV panelen bij particulieren al bereikt. Dit geldt echter niet voor bedrijven, die vaak een veel lagere stroomprijs betalen (grootverbruikerstarief). De teruglevering door zonnepanelen gaat hierbij af van het laagste tarief. Dat betekent dat zonnepanelen op bedrijfspanden voorlopig nog niet rendabel zijn, terwijl daar vaak de grootste dakvlakken aanwezig zijn. Volgens onderstaande figuur zal dat pas rond 2025 het geval zijn. Naast PV op daken kan het ook toegepast worden op gevels, in de openbare ruimte (bv geluidsschermen) en in het open veld (zonneparken). Nu heeft Nijmegen niet zoveel vrije ruimte en dient dergelijke gerond voor langere periode beschikbaar te zijn. In omliggende gemeenten is die ruimte er misschien echter wel. Denk bijvoorbeeld aan stroken grond langs snelwegen of tussen snelweg en spoor?

Figuur 6: Verwachte prijsontwikkeling PV panelen versus grijze stroom

ZONTHERMISCHE ENERGIE Zonne-energie kan ook gebruikt worden om warmte mee op te wekken via een zonnecollector en zonneboiler. Deze toepassing wordt nu meestal gebruikt voor het voorverwarmen van warm tapwater. Naverwarming gebeurt in een Hr-ketel, maar deze hoeft, omdat het water is voorverwarmd, minder bij te verwarmen. Met een zonneboiler kan ongeveer 50% op het warmwatergebruik bespaard worden. Het rendement is echter afhankelijk van het warmwatergebruik van een gezin. Waar meer warm water verbruikt wordt, zal het rendement groter zijn. Met het gebruik van een hotfill aansluiting voor de (af)wasmachine kan het rendement nog verder vergroot worden. Naast individuele systemen zijn er ook collectieve zonneboilersystemen, bijvoorbeeld voor gebouwen met een centrale warmwatervoorziening of bv. sporthallen. Daarnaast zijn er systemen waarbij naast de warmwatervoorziening ook het CV water voor de


10

woningverwarming wordt voorverwarmd. Deze systemen worden nog weinig toegepast omdat de prijs ervan erg hoog is en het rendement ervan beperkt.

Figuur 7: zonneboilersysteem van het Nijmeegse bedrijf Solesta Nieuw zijn toepassingen waarbij gebouwen worden verwarmd via een ondiepe vijver waarin een warmtewisselaar is opgenomen. De zon verwarmt het water en daarmee wordt het gebouw verwarmd. Dit soort toepassingen is vooralsnog alleen mogelijk bij nieuwbouw met lage-temperatuurverwarmingssystemen. Bij nieuwbouw kan daarnaast ook passieve zonnewarmte benut worden door te kiezen voor een optimale oriëntatie van de woningen op de zon.

B. WINDENERGIE Windenergie kan een forse bijdrage leveren aan duurzame elektriciteitsproductie. Er zijn hierbij drie soorten windenergie te onderscheiden: 1. Lokaal opgewekte windenergie met grote turbines 2. Regionaal opgewekte windenergie met grote turbines 3. Lokaal opgewekte windenergie met kleine windturbines

GROTE WINDTURBINES (LOKAAL) Uit een studie uit 1999 is gebleken dat op het grondgebied van Nijmegen feitelijk ruimte is om 22 grote windturbines te plaatsen. Potentiële locaties en te plaatsen vermogens (zoals gebruikt in het voorbeeldscenario 2045) zijn: nr. locatie 5 2 1 3 Totaal

naam locatie De Grift (lijnopstelling A15) Knooppunt Lindenholt (A73) Stadspark Staddijk Westkanaalhaven

aantal vermogen per turbines stuk 5 3MW

verwacht bouwjaar

5

4MW

2023

6 6 22

4MW 5MW 89 MW

2027 2032


2013

11

Van bovengenoemde locaties is tot op heden de Grift de enige waar met grote zekerheid 5 turbines gerealiseerd gaan worden. Verwacht bouwjaar is 2015. Voor de andere potentiële locaties zijn er nog geen concrete plannen of studies. Het inpassen van grote windturbines in stedelijk gebied is lastig vanwege uitgebreide planprocedures.

Figuur 8: mogelijke locaties grootschalige windenergie Nijmegen (WEOM, 1999)

Een andere optie is de oplossing niet allemaal binnen de gemeentegrenzen te zoeken maar in regioverband te bezien welke locaties het meest geschikt zijn om windturbines te plaatsen.

GROTE WINDTURBINES (REGIONAAL) In 2005 is er regioverband en studie verricht in om de meest geschikte locaties voor windenergie in beeld te brengen. Op onderstaande kaart zijn de meest geschikte zoeklocaties aangegeven. Uit deze studie blijkt dat buiten de Nijmeegse locaties op de overige locaties (naar schatting) nog eens 200MW gerealiseerd zou kunnen worden. Dat is een opbrengst van ongeveer 1,5 PJ. Vraag is natuurlijk in hoeverre deze opgewekte stroom ten gunste van Nijmegen gerekend zou kunnen worden. Dat zou slechts ten dele kunnen. Op regionaal niveau zijn tot nu alleen 4 turbines voorzien in Overbetuwe langs de A15 (lijnopstelling met 5 windmolens De Grift te Nijmegen)


12

Figuur 9: regionale zoeklocaties windenergie (Bosch & Van Rijn, 2005) KLEINE WINDTURBINES Naast grote windturbines zijn er ook kleine of miniwindturbines. Dit jaar gaat de gemeente Nijmegen de opbrengst en effectiviteit hiervan in de praktijk testen. Op dit moment lijkt de opbrengst van kleine turbines laag in stedelijk gebied. Naar verwachting zijn er 1000 kleine windturbines nodig om dezelfde opbrengst te leveren als één grote turbine. Daarmee zijn ze minder kostenefficiënt dan grote turbines. Toch kunnen ook kleine windturbines in de toekomst mogelijk een relevante rol gaan spelen in de energievoorziening. In het voorbeeldscenario zijn ze niet meegenomen vanwege de verwachte lage opbrengst.

Figuur 10: kleine windturbines in de VS


13

In 2012 wil de gemeente het via de crisis- en herstelwet mogelijk maken, dat op een aantal bedrijventerreinen zonder aanpassing van het bestemmingsplan miniwindturbines mogen worden geplaatst.

C. RESTWARMTE Bij de verbranding van afval in de afvalverbrandingscentrale ARN (Beuningen) komt energie vrij. Deze wordt momenteel grotendeels omgezet in groene elektriciteit die via NUON aan het net wordt geleverd. Naast elektriciteit komt er een deel restwarmte vrij dat niet nuttig kan worden gebruikt. Bedoeling is om deze restwarmte in eerste instantie te benutten voor het verwarmen van 11.000 woningen in de Waalsprong, het Waalfront en de bestaande stad. Met de huidige capaciteit van de ARN is een uitbreiding naar 22.000 woningen in de verdere toekomst mogelijk. Indien het volledige vermogen benut wordt zou de ARN in potentie zelfs 35.000 woningen van warmte kunnen voorzien. Dit gaat dan wel ten koste van de groene elektriciteitsproductie. Evengoed is dan nog wel het regionaal opgewekte duurzame energie die lokaal benut wordt. In de Waalsprong zijn nu al 4000 woningen aangesloten op een warmtenet. Dit wordt vooralsnog echter verwarmd met fossiele brandstof (gas) en is daarom niet duurzaam. Het net kan worden verduurzaamd door het te koppelen aan de ARN en daarna uit te breiden in de verdere aanleg van de Waalsprong en Waalfront. Op termijn kan het restwarmtenet ook mogelijk worden uitgebreid naar bestaande locaties, zoals bv. het stationsgebied en gebieden waar veel gebouwen zijn met blokverwarming (bijvoorbeeld studentenflats). Op lange termijn is er een risico dat de bron die het warmtenet voedt (in dit geval de ARN) buiten gebruik wordt gesteld of in capaciteit afneemt. Het warmtenet zelf is echter flexibel en kan op termijn ook gevoed worden vanuit andere warmtebronnen zoals bijvoorbeeld geothermie of onderdeel uit gaan maken van een regionaal warmtenet met meerdere warmteleveranciers. Op regionaal niveau bestaan er concrete plannen voor de aanleg van een regionaal warmtenet waarbij het Nijmeegse warmtenet wordt gekoppeld aan andere warmtenetten in de regio (bv Arnhem). Hierdoor wordt de robuustheid van een dergelijk netwerk verder vergroot.


14

D. ENERGIE UIT DE ONDERGROND De ondergrond kan op verschillende manieren ingezet worden voor de opslag en winning van energie. Er zijn ruwweg 3 vormen van energiewinning uit de ondergrond te onderscheiden: 1. Warmte/koude Opslag (WKO): 80 -120 meter 2. Diepe Geothermie (warmtewinning): 2 – 3 km 3. Ultradiepe geothermie (elektriciteit en warmte): 4 – 7 km

Figuur 11: vormen van energiewinning uit de bodem In 2012 stelt Nijmegen een visie op de ondergrond op waarin de kansen voor energiewinning en opslag uit de ondergrond verder in beeld worden gebracht.

WARMTE/KOUDE OPSLAG (WKO) Warmte en koude opslag (WKO) is een methode om energie in de vorm van warmte of koude op te slaan in de bodem. De techniek wordt gebruikt om gebouwen te verwarmen en/of te koelen. De basis van KWO is als volgt. Watervoerende lagen in de bodem (op 50-200 meter diepte) laten zich uitstekend gebruiken om warmte en koude in op te slaan. Deze lagen staan namelijk bijna stil. Bij koudeopslag wordt winterkoude in de bodem opgeslagen voor koeling in de


15

zomer. Warmte uit de zomer wordt opgeslagen voor verwarmen van gebouwen in de winter. De koude of warmte wordt aan de bodem onttrokken met een zogenaamde warmtepomp. Deze werkt op elektriciteit. Het rendement van een KWO installatie is (afhankelijk van de bodemgesteldheid en de installatie 40-80% ten opzichte van een gasgestookte installatie. Er zijn twee verschillende soorten WKO systemen: 1. Open systemen Open WKO systemen staan in open verbinding met de watervoerende pakketten. Bij een open systeem worden twee bronnen op enige afstand (~100 meter) geboord en wordt filters in beide bronnen afgesteld. Het water wordt in de zomer uit de zogenaamde koude bron opgepompt, de koude wordt aan het gebouw of proces afgegeven. Het opgewarmde water wordt daarna in de andere bron (de warme) ingebracht. In de winter wordt het warme water opgepompt en wordt de warmte afgegeven aan een warmtepomp. Het hierdoor afgekoelde water wordt daarna weer in de koude bron opgeslagen.

2. Gesloten systemen Bij een gesloten systeem staan de bodemwarmtewisselaars niet in open verbinding met grondwater, maar maken gebruik van water met een antivriesmiddel dat wordt rondgepompt door een gesloten systeem in de bodem. Het systeem bestaat uit U-vormige buizen. De thermische energie in de bodem wordt door middel van geleiding via de buiswanden overgedragen aan de warmtewisselaar. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een horizontale, ondiepe variant en een verticale, diepe variant. Bodemwarmtewisselaars kunnen tot een diepte van tientallen tot meer dan honderd meter reiken. Dergelijke systemen zijn over het algemeen kleinschaliger dan open systemen en worden vooral in de woningbouw en kleine utiliteitsbouw toegepast.


16

Over het algemeen hebben grotere, open systemen de voorkeur, omdat de aanwezige potentie in de bodem hiermee beter benut kan worden. Bij veel kleine gesloten systemen in één gebied bestaat er de kans op interferentie (beïnvloeding van systemen) en is er het risico dat de werking op termijn verloren gaat. In Nijmegen zijn er op dit moment 11 WKO systemen in werking. Een goed voorbeeld is bijvoorbeeld het Mariënburg complex waar woningen en kantoren en winkels worden gekoeld met in de bodem opgeslagen koude. Over het algemeen is WKO alleen geschikt voor gebouwen met lage temperatuurverwarming. Feitelijk dus voor nieuwbouw projecten . In de praktijk kan WKO bij nieuwbouw al concurreren met gasgestookte toestellen als verwarmingsbron.

Figuur 12: kansenkaart open WKO systemen (milieuatlas Nijmegen: www.nijmegen.nl )

DIEPE GEOTHERMIE Hoe dieper in de bodem, hoe hoger de temperatuur. Op 2 km diepte is het grondwater naar verwachting rond de 70 graden, dat is voldoende om woningen mee te verwarmen via een warmtenet. Nijmegen heeft één geothermische bron van 40°Celsius. Dat is de bron die het thermale bad van het Sanadome voedt. Diepe geothermie staat nog in de kinderschoenen. Samen met de Provincie Gelderland worden in 2012 de mogelijkheden voor een aantal locaties in Gelderland (waaronder Nijmegen) nader in kaart gebracht. In Den Haag is onlangs de eerste geothermische bron voor een woonwijk in gebruik genomen. In Parijs is een aantal bronnen al meerdere decennia in bedrijf. Geothermie kan dus dè oplossing zijn als het gaat om het verwarmen van woningen in de toekomst (als het aardgas op is). Er kleven echter ook een aantal onzekerheden / nadelen aan:


17

het is niet zeker dat Nijmegen een geschikte ondergrond heeft voor geothermische energiewinning de kosten voor een proefboring zijn hoog de kans dat deze mislukt is aanwezig (maar er is een garantieregeling vanuit het Rijk) als de boring lukt moet de warmte ook direct kunnen worden afgezet er is een reëel risico om tevens olie of aardgas aan te boren de warmte-opbrengst is op voorhand niet bekend (pas na een proefboring) een geothermische bron is na een periode van 30-50 jaar uitgeput en heeft dan 150-200 jaar nodig om te herstellen de afstand tussen twee geothermische bronnen moet ongeveer 2,5 km bedragen om interferentie uit te sluiten.

ULTRADIEPE GEOTHERMIE Nog diepere warmtewinning (>3 km) biedt de mogelijkheid om stoom te winnen waarmee een stoomturbine aan te drijven is, die elektriciteit opwekt. De overgebleven restwarmte kan worden gebruikt voor bv. de verwarming van woningen. De verwachtingen moeten echter niet te hoog gespannen zijn: wereldwijd is een dergelijke diepe boring naar ultradiepe aardwarmte nog niet verricht. In Nijmegen zouden de meest geschikte locaties het terrein van de ARN of GDF Suez (Electrabel) zijn omdat hier al een elektriciteitsinfrastuctuur aanwezig is.

Figuur 13: elektriciteitsopwekking uit ultradiepe geothermie Voor de lange termijn kan het echter een duurzame methode zijn om elektriciteit op te wekken. Een mogelijke andere toekomstige innovatie is de ontwikkeling van "Organic Rankine Cycle"installaties (ORC). Dat zijn elektriciteitsturbines die met een met een ander medium werken dan water (met een lager kookpunt), waardoor stroom al kan worden opgewekt met temperaturen vanaf 80 °C. Deze techniek vergroot de kans op toepassing van geothermie voor elektriciteitsopwekking, omdat dan minder diep hoeft te worden geboord.


18

Vooralsnog is dit echter toekomstmuziek en daarom nog niet kwantitatief meegenomen in het voorbeeldscenario. Toch liggen hier voor de verdere toekomst serieuze kansen.

E. ENERGIE UIT BIOMASSA EN AFVAL Door biomassa en afval te verbranden of te vergisten, kan energie opgewekt worden in de vorm van elektriciteit (verbranding) of groen gas (vergisting). ENERGIE UIT BIOMASSA Door biomassa te verbranden kan elektriciteit worden opgewekt. De Electrabel centrale stookt naast steenkolen voor 30% biomassa. Dat is groene stroom, maar draagt niet bij aan het energieneutraal worden van deze regio, want het gaat om per schip geïmporteerde biomassa uit Canada. Het is daardoor dus geen lokaal opgewekte duurzame energie. Alleen lokaal of regionaal verkregen biomassa of afval mag worden meegewogen in het lokale duurzame energiepotentieel en voor het behalen van de doelstelling “energieneutraal”. Daarnaast speelt bij biomassa ook nog de “food-for-fuel “discussie: gaat landbouwgrond die ingezet wordt voor teelt van bio-brandstof niet ten koste van voedselproductie? Daarom is een tweede criterium voor duurzaamheid dat het gaat om afvalstromen: bijvoorbeeld fecaliën, GFT en snoeiafval. Uit een door de MARN in 2009 verrichte studie naar het potentieel aan regionale biomassa, is berekend dat uit GFT vergisting en snoeihout in de MARN-regio ongeveer 0,1 PJ energie te winnen is. Hiertoe wordt momenteel een vergister gebouwd bij de ARN. Deze vergister gaat geen elektriciteit produceren, maar groen gas dat wordt ingezet voor schone mobiliteit. Vanaf 2013 gaan 225 stads- en streekbussen op dit groene gas rijden. Mogelijk zijn er buiten het MARN gebied nog meer regionale biomassastromen te vinden waardoor het regionale aandeel nog verder omhoog kan richting 0,2 PJ of verder. Echter ook dan is dit een hoogwaardige energievorm die beperkt aanwezig zal zijn en vooralsnog ingezet zal worden voor hoogwaardig transport. Deze telt dan vooralsnog ook niet mee voor het oplossen van het energievraagstuk van de bebouwde omgeving. Een andere mogelijkheid om elektriciteit uit lokale of regionale biomassa te winnen is deze zelf te gaan kweken. Een idee hiertoe is bv. het inrichten even zogenaamde “energielandschappen” op braakliggende gronden of in recreatiegebieden. Deze biomassa kan vervolgens worden omgezet in energie. In de verdere toekomst behoort wellicht ook winning van biomassa uit gekweekte algen tot de mogelijkheden. Naast centrale vergisting of biomassaverbranding zijn er ook nog vormen van decentrale afvalvergisting op het terrein van bedrijven of bij bv woningen. Deze zijn op dit moment nog niet kwantificeerbaar.


19

Figuur 14: Mobiele vergistingsinstallatie van het Nijmeegse bedrijf ENKI Energy

ENERGIE UIT AFVAL De regionale afvalverbrander ARN produceert op dit moment al groene elektriciteit door de verbranding van huishoudelijk afval. De opbrengst hieruit is zo’n 160.000 MWh per jaar, wat overeenkomt met 0,6 PJ. Deze wordt als groene stroom geleverd aan het landelijke elektriciteitsnet. Het afval dat de ARN verbrandt komt uit de MARN gemeenten en enkele andere aangrenzende regio’s. De opbrengst van 0,6 PJ komt in de huidige situatie niet ten gunste aan Nijmegen of de regio en het afval is afkomstig uit 24 gemeenten (waaronder Nijmegen). De gemeente Nijmegen (en andere regiogemeenten) zouden op korte termijn een deel van hun energieneutraliteit kunnen realiseren door zelf de groene stroom van de ARN in te kopen (bv. in MARN verband). In andere regio’s (Brabant) wordt een dergelijke constructie in regioverband al toegepast om energieneutraal te kunnen worden.

E. Energie uit overige lokale duurzame energiebronnen Bovengenoemde lokale en regionale energiebronnen dragen naar verwachting straks substantieel bij aan de energievoorziening in Nijmegen in 2045. Daarnaast zijn er ook nog een aantal potentiële duurzame energiebronnen die vooralsnog niet gekwantificeerd zijn omdat hun bijdrage naar verwachting gering zal zijn op het totaal. Toch is het zinvol ze hieronder te benoemen. WATERKRACHT Door Nijmegen stroom de rivier de Waal. De Waal biedt de mogelijkheid tot het plaatsen van stroomturbines of zelfs een waterkrachtcentrale. Er is echter geen sprake van verval, waardoor de opbrengst niet erg hoog geschat wordt. De sluis bij Weurt biedt ook mogelijkheden door energiewinning uit het verval en misschien ook de stuw bij het Meertje. Welke opbrengsten er mogelijk zijn ten gevolge van energiewinning uit de Waal kan mogelijk een onderwerp voor een vervolgstudie zijn.


20

Vooralsnog wordt de opbrengst van energie uit waterkracht laag ingeschat. Wel zijn er een aantal in het oog springende toepassingen mogelijk zoals bijvoorbeeld een waterrad langs de Waalkade of een schipmolen voor evenementen.

Figuur 15: Waterrad in de Hudson Rivier in New York WARMTE UIT DE WAAL Naast stroming kan de Waal ook nog op een andere manier als energieleverancier dienen. Door er warmtewisselaars in te plaatsen kan uit de Waal warmte onttrokken worden voor bijvoorbeeld het verwarmen van gebouwen. Het gaat dan wel om lage-temperatuur warmte die gebruikt kan worden in bijna-energieneutrale gebouwen. Hoe groot dit potentieel is, is nog niet onderzocht. WARMTE UIT RIOLERING De gemeente Arnhem werkt aan een project om warmte via warmtewisselaars aan het riool te onttrekken. Het gaat hierbij om lage temperatuur warmte dus vooral geschikt voor zeer energiezuinige nieuwe gebouwen. Uit indicatieve berekeningen blijkt dat met 50m1 riool één gebouw verwarmd kan worden. Nijmegen heeft 700.000m1 riool, dus in theorie kunnen hiermee 14.000 gebouwen verwarmd worden. DUURZAME VORMEN VAN KOELING Door de klimaatverandering krijgen we steeds meer te maken met weersextremen, waaronder hitte in de stad. Dit leidt tot een toenemende koelingsvraag. Wanneer deze wordt ingevuld met airco’s dan leidt dat tot een substantiële stijging van het stedelijke energieverbruik. Het is dus zaak om hiervoor alternatieven te ontwikkelen. Verschillende oplossingsrichtingen zijn mogelijk: -

bij stedenbouwkundig ontwerp rekening houden met hitte-eilanden toepassing Koude Warmte Opslag (WKO) lucht / water warmtepompen toepassing adiabatische koelers in plaats van airco’s toepassing van witte en groene daken grondwater inzetten voor een koudenet ……


21

POWER2NIJMEGEN Op weg naar een energieneutrale stad in 2045

Recommend Documents