Energie die optelt: de synergie tussen Aquathermie en WKO

De warmtetransitie vereist bronnen die duurzaam, betrouwbaar en schaalbaar zijn binnen de complexe ruimtelijke opgaven van stedelijke gebieden. Warmte- en koudeopslag (WKO) is daarbij al jaren een van de belangrijkste bouwstenen. Met vele systemen in bedrijf is WKO een bewezen techniek die warmte uit de zomer benut voor de winter en koude uit de winter gebruikt voor koeling in de zomer. Voor de bestaande bouw en voor nieuwbouwwijken is het een aantrekkelijk systeem: het vraagt weinig ruimte, functioneert robuust en sluit naadloos aan op de wens om wijken aardgasvrij te maken.

Een goede balans tussen warmte- en koudeopslag is essentieel voor het optimaal functioneren van WKO-systemen – iets waar alle betrokken partijen al vanaf het ontwerp actief op kunnen sturen. In theorie is een WKO een circulair systeem waarin evenveel warmte wordt onttrokken als opgeslagen. In de praktijk blijkt dat het gebruikspatroon van gebouwen dit ideaalbeeld vaak doorbreekt. Met een van tevoren doordacht ontwerp, dat hier rekening mee houdt, kan een WKO-systeem goed omgaan met wisselende energetische vragen en klimaatjaren, waardoor het systeem langdurig in balans blijft en consistente energetische prestaties levert.

Een energetische onbalans uit zich in een warmteoverschot of een koude-overschot. Sinds de invoering van de Algemene Maatregel van Bestuur Bodemenergie in 2013 is een koude-overschot toegestaan, mits aangetoond kan worden dat dit geen negatieve effecten heeft op omliggende bodemenergiesystemen. Een structureel warmteoverschot is daarentegen juridisch niet toegestaan; een systeem moet over een periode van vijf jaar aantoonbaar in balans blijven. De noodzaak voor de balancering van WKO’s groeit, niet alleen door een veranderend klimaat waarin de koelvraag toeneemt maar ook door een steeds beter geïsoleerde woningvoorraad.

Aquatermie en WKO: een logisch duo

Aquathermie biedt een waardevolle bron van duurzame warmte uit oppervlaktewater (of afvalwater of drinkwater), maar deze bron is sterk seizoensafhankelijk: de grootste warmtevraag doet zich voor in de winter, terwijl de meeste warmte beschikbaar is in de zomer. Een WKO is daarom onmisbaar als aanvullende techniek op aquathermie, omdat het de warmte uit aquathermie efficiënt kan opslaan in de bodem en deze op het juiste moment – bijvoorbeeld in de winter – weer beschikbaar kan stellen.

Andersom geld ook dat aquathermie een logische aanvulling kan zijn op een WKO. Balancering van een WKO is te realiseren door de integratie van duurzame warmte- en koudebronnen die net zo robuust zijn als de WKO zelf. Aquathermie, het benutten van warmte uit oppervlaktewater, biedt hierbij een logische koppeling. Oppervlaktewater warmt in de zomer sterk op en bevat daarmee een natuurlijke energievoorraad die precies beschikbaar is wanneer WKO-systemen warmte moeten opslaan. Door in die periode warmte uit het water te onttrekken en in de WKO te injecteren, wordt de warme bron op een duurzame manier bijgevuld. Hetzelfde principe gaat uiteraard ook op voor koude in de winter voor regeneratie van de koude bron.

Efficiënte koppeling met energiedamwanden

Een praktische manier om aquathermie met WKO’s te combineren is de toepassing van Energiedamwanden. Energiedamwanden zijn damwanden met geïntegreerde warmtewisselaars, waardoor zij zowel warmte als koude uit het oppervlaktewater kunnen opnemen. De thermische energie wordt via het leidingensysteem naar de WKO-installatie geleid. Omdat deze techniek gebruikmaakt van civiele constructies die in de gebouwde omgeving toch veelal aanwezig zijn, is de ruimtelijke impact minimaal Omdat het systeem de thermische energie onttrekt via een gesloten uitwisseling met de stalen damwand is de winning van warmte en koude net zo robuust als de WKO.

Hoe werkt een energiedamwand?

De seizoensdynamiek van de combinatie WKO–aquathermie laat goed zien waarom deze technieken zo complementair zijn. In de zomer warmt het water op tot boven de twintig graden Celsius. Vanaf dat moment blijft deze warmte als buffer beschikbaar terwijl de warmtevraag nog beperkt is. Dit is het moment waarop de Energiedamwand warmte onttrekt en de WKO vult. In de winter levert de WKO de eerder opgeslagen warmte aan warmtepompen zonder dat bijstook nodig is, terwijl tegelijkertijd koudebron wordt aangevuld. In het voorjaar komt het systeem weer in een neutralere fase door de stijgende buitenluchttemperatuur. Het oppervlaktewater is relatief koel en kan in deze fase extra koude leveren aan het koude-buffer voor koeling in de zomer. Door deze jaarlijkse dynamiek wordt precies die warmtevulling geleverd die veel WKO’s anders tekortkomen.

Inpassing in bestaande stedelijke structuur

In de toekomst gaan bodemenergie en aquathermie steeds vaker hand in hand. Waar WKO’s zorgen voor opslag, stabiliteit en betrouwbaarheid, levert aquathermie de seizoensvariatie en het duurzame warmte- en koudeaanbod dat het systeem in balans houdt. Het resultaat is een hybride bron die zowel technisch robuust als ruimtelijk efficiënt is. Voor gemeenten vormt deze combinatie een kans om warmtesystemen te ontwikkelen die niet alleen duurzaam zijn, maar ook passen binnen de bestaande stedelijke structuur.

De warmtetransitie vraagt om slimme koppelingen en juist in de samenwerking tussen de waterbron en bodemopslag ligt een belangrijk deel van de toekomst.