Bodemenergie: remedie netcongestie stedelijke gebieden

In een tijd waarin Nederlandse steden geconfronteerd worden met groeiende uitdagingen op het gebied van overbelasting van het elektriciteitsnet (netcongestie), bieden huidige project­ontwikkelingen een mooi inzicht van hoe slimme energieoplossingen kunnen bijdragen aan het verduurzamen van de gebouwde omgeving in de toekomst. Dit artikel werpt licht met recente haalbaarheidsonderzoeken van Techniplan Adviseurs naar de verduurzaming van gebieden en gebouwen in Nederland, met een specifieke focus op de aanpak van netcongestie in stedelijke gebieden. Gericht op overheidsinstanties als cruciale actoren in stedelijke planning, biedt deze analyse nieuwe inzichten in het (gecombineerde) gebruik van bodemenergie en warmtenetten om netcongestie te beperken en elektriciteit slimmer in te zetten.

Netcongestie

Netcongestie, in de context van energievoorziening, verwijst naar situaties waarin de capaciteit van het elektriciteitsnetwerk onvoldoende is om te voldoen aan de vraag naar elektriciteit in een bepaald gebied. Door de groeiende behoefte aan elektriciteit voor onder andere onze groeiende energievraag, elektrificering van vervoer, en de verduurzaming van onze warmte- en koude­voorzieningen, wordt verwacht dat het probleem van netcongestie, waarbij het elektriciteitsnet overbelast raakt, steeds ernstiger zal worden. Dit vereist nieuwe en innovatieve oplossingen om dit probleem aan te pakken. Overheden kunnen hier een faciliterende rol in spelen.

Energieconcepten

De afgelopen jaren zijn er diverse haalbaarheidsonderzoeken gedaan naar duurzame energieconcepten voor warmte- en koudevoorziening in vooraanstaande stedelijke ontwikkelingsprojecten. Tijdens deze onderzoeken worden drie veel toegepaste duurzame energieconcepten met elkaar vergeleken:

• Concept 1: Luchtwarmtepompen;
• Concept 2: Bodemenergiesysteem in combinatie met water-/waterwarmtepompen;
• Concept 3: Aansluiting op een stadsverwarmingsnet in combinatie met luchtgekoelde koelmachines.

Uit de diverse haalbaarheidsonderzoeken kunnen we een aantal algemene tips halen die netcongestie kunnen beperken. Deze worden hieronder toegelicht.

Tips beperken netcongestie

A. Warmte uit water in plaats van lucht

Uit de diverse onderzoeken is gebleken dat concepten 2 en 3 een veel minder grote elektriciteitsvraag hebben vergeleken met concept 1. Concept 2 met een bodemenergiesysteem levert warmte door middel van bodemwater, dat opgewarmd wordt door een warmtepomp. Ook concept 3 met stadsverwarming levert doorgaans warmte met water, zoals bijvoorbeeld met water uit rivieren, drinkwater of afvalwater (aquathermie). Concept 1 met luchtwarmtepompen levert daarentegen warmte door middel van lucht. De warmtecapaciteit van water is hoger dan lucht, dus daarmee kan met een hoger energierendement warmte geleverd worden en dus met minder elektriciteit. Concepten 2 en 3 met bodemenergie of stadsverwarming zijn dus gunstiger voor gebieden met netcongestieproblematiek.

B. Combineren beschikbare energiebronnen

De elektriciteitsvraag van concepten 2 en 3 ontstaat voornamelijk uit respectievelijk de warmte­pompen en de koelmachines. Door goed te kijken naar het combineren van de beschikbare energiebronnen zijn er mogelijkheden om het elektriciteitsgebruik te optimaliseren. Door bijvoorbeeld het bodem­energiesysteem te dimensioneren op de koelvraag in plaats van de volledige warmtevraag, en het te combineren met een aanwezig stadsverwarmingsnet voor de overgebleven warmtevraag, zijn de koel­machines niet meer nodig en kunnen de warmtepompen kleiner worden gemaakt. Zo kan de elektriciteitsvraag verder beperkt worden.

C. Afstemming vraag en aanbod door de tijd

Voor veel elektriciteitsafnemers is de hoeveelheid elektriciteit die ze daadwerkelijk gebruiken veel lager dan hun contractueel toegestane vermogen vanuit de leverancier. In veel gevallen is dit maximale vermogen niet of alleen in uitzonderlijke pieksituaties benodigd. Door slim te kijken naar de elektriciteitsvraag versus aanbod door de tijd heen kan het elektriciteitsnet dus beter benut worden. Ook hier kan bodemenergie een faciliterende rol in spelen, omdat bodemenergiesystemen als enige duurzame energiesysteem warmte en koude kunnen opslaan voor later gebruik. Zij zijn dus een potentiële buffer om pieksituaties te dempen en zo de capaciteit van het elektriciteitsnet te beperken.

Conclusies

Haalbaarheidsonderzoek laat zien dat de inzet van bodemenergie kansen biedt voor het beperken van netcongestie. De hierboven omschreven tips kunnen dienen als een voorbeeld voor toekomstige stedelijke ontwikkelingen. Aanbevolen voor overheidsinstanties wordt om bij toekomstige gebiedsontwikkelingen de beschikbare collectieve en individuele duurzame energiebronnen, in combinatie met de elektriciteitsvraag- en aanbod door de tijd, holistisch te beschouwen. Op die manier kunnen zij een maatwerkoplossing faciliteren voor projectontwikkelaars die netcongestie zoveel mogelijk beperkt.