In dit hoofdstuk noemen we welke warmtebronnen in Scherpenzeel beschikbaar zijn om in 2050 in de overgebleven warmtevraag te voorzien. We noemen eerst de warmtebronnen die individueel (per woning of appartementencomplex) in te zetten zijn, daarna de bronnen die geschikt zijn voor een warmtenet. Ter vergelijking: de totale warmtevraag die we verwachten in 2050 is ca. 190 TJ (zie paragraaf 4.1).
4.2.1Warmtebronnen voor individuele oplossingen
De volgende warmtebronnen zijn per woning, per gebouw, of per rijtje huizen in te zetten.
Luchtwarmtepompen
Luchtwarmtepompen halen warmte uit de buitenlucht om de woning te verwarmen, en gebruiken hiervoor elektriciteit. Het is een individuele oplossing, die per woning of per appartementencomplex toegepast kan worden. De standaard luchtwarmtepomp geeft warmte op lage temperatuur. Een woning moet dan – net als voor andere lage temperatuur-oplossingen – goed geïsoleerd zijn en er is een passend warmte-afgiftesysteem nodig, zoals vloerverwarming of lage temperatuur-radiatoren. Er zijn ook midden- en hoge temperatuur warmtepompen op de markt, waarvoor vaak minder aanpassingen in de woning nodig zijn. Deze hebben wel een hoger elektriciteitsverbruik. Luchtwarmtepompen zijn op grote schaal inzetbaar in de gehele gemeente.
Warmte-koudeopslag (WKO) en bodemwarmtepompen
Omdat de bodem een vrij constante temperatuur heeft, kan in de zomer koude en in de winter warmte gewonnen worden uit de bodem. Er bestaan individuele en collectieve vormen van bodemenergie, in zowel open als gesloten systemen. Ze benutten de bovenste laag van de bodem, tussen de 20 en 300 m diep. Op deze diepte kan warmte op lage temperatuur gewonnen worden (< 20 °C). In de zomer wordt warmte ondergronds opgeslagen, in de winter wordt die weer gebruikt. WKO of een bodemwarmtepomp geven daarom niet alleen warmte in de winter, maar ook koeling in de zomer. Om de bodem in balans te houden, moet de vraag naar warmte en koude in balans zijn, of er moet warmte uit een andere warmtebron worden toegevoegd. Dit heet regeneratie van de bron. WKO is daarom in te zetten in combinatie met andere warmtebronnen, zoals zonnewarmte, extra koeling van gebouwen of thermische energie uit oppervlaktewater (TEO).
In Scherpenzeel zijn er op dit moment 2 open en 24 gesloten systemen. Deze hebben een capaciteit van ongeveer 0,6 TJ. Een eerste inschatting van de totale capaciteit van de bodem in Scherpenzeel is 245 TJ per jaar voor gesloten systemen en 254 TJ voor open systemen 13Bron: Warmteatlas. Het is te verwachten dat de daadwerkelijke potentie lager ligt, omdat bodemenergie op sommige plaatsen (bijvoorbeeld in oude kernen) lastig in te passen is of omdat de afstand tot de gebouwen te groot is.
Zonnewarmte (dak)
De warmte wordt gewonnen met zonnecollectoren op het dak. Er bestaan gecombineerde panelen die zowel elektriciteit als warmte leveren, die worden PVT-panelen genoemd (photovoltaïsch-thermisch). Deze worden dan gecombineerd met een warmtepomp. De techniek is nog niet op grote schaal ingezet voor het verwarmen van de gebouwde omgeving, maar heeft een groot potentieel. In principe is elke goed geïsoleerde woning met voldoende ruimte op het dak geschikt.
Pelletkachels
In een pelletkachel of pellet-cv worden korrels van houtachtig materiaal verstookt. Omdat hierbij fijn stof vrijkomt, is de techniek niet geschikt om op grote schaal toe te passen in woonwijken. In het buitengebied kan het echter op kleine schaal een optie zijn, als andere mogelijkheden ontbreken.
Infraroodpanelen
Infraroodpanelen maken stralingswarmte. In tegenstelling tot wat we gewend zijn, wordt niet alle lucht in de ruimte verwarmd, maar alleen de plek voor de panelen. Ze gebruiken aanzienlijk meer elektriciteit dan een warmtepomp, maar doordat de warmte heel gericht wordt ingezet, kan het toch voordelig zijn. Infraroodpanelen zijn vooral geschikt voor ruimtes die maar af en toe gebruikt worden, zoals een zolder.
4.2.2Warmtebronnen voor een warmtenet
Thermische energie uit oppervlaktewater
Uit oppervlaktewater is warmte te winnen met een warmtewisselaar. Deze warmte kan in de bodem worden opgeslagen en in de winter worden gebruikt. Met een (vaak lage temperatuur) warmtenet komt de warmte bij de gebruikers. In Scherpenzeel komt de grootste aquathermie potentie uit het Valleikanaal en de Lunterse Beek. Samen hebben ze een potentie van ongeveer 200 TJ.
Het is ook mogelijk om warmte uit riolering of rioolwaterzuiveringen te halen. Bij het rioolgemaal in Scherpenzeel zuid (Nieuwstraat) is er een potentie van ongeveer 4,7 TJ. Voor de nieuwbouwwijk de Nieuwe Koepel wordt verkend of deze warmte benut kan worden.
Zonnewarmte (veld)
Warmte uit zonnecollectoren kan ook collectief worden ingezet, zowel grootschalig als kleinschalig. Zonnecollectoren of PVT-panelen (die warmte en elektriciteit opwekken) worden in veldopstelling of op een groot dak geplaatst en de warmte wordt via een warmtenet verspreid.
Het maximaal potentieel voor zonnewarmte is ongeveer 10 TJ per hectare in een veldopstelling en ongeveer 2 GJ per vierkante meter in een dak opstelling. 14Bron: Berenschot position paper: Kansen voor zonnewarmte in het hart van de energietransitie De techniek is nog niet op grote schaal ingezet voor het verwarmen van de gebouwde omgeving, maar gezien het grote potentieel interessant om te onderzoeken. In de Energievisie Scherpenzeel en RES Foodvalley 1.0 is aangegeven dat ongeveer 20 ha in Scherpenzeel beschikbaar kan komen voor zonnevelden die elektriciteit opwekken (PV) 15Bron: Regionale Energiestrategie 1.0, Regio Foodvalley. Wanneer de helft hiervan (10 ha) voor zonnecollectoren wordt gebruikt, komt dit neer op 100 TJ warmte.
Biomassa (houtachtig)
Biomassa is de verzamelnaam voor diverse soorten organisch materiaal, zoals voedselresten, snoeihout, meststromen en productiebossen. In Scherpenzeel staat momenteel een kleine buurt-biomassacentrale die de warmte levert aan 145 woningen in de nieuwbouwwijk Akkerweide. Deze installatie heeft een tijdelijke vergunning voor 10 jaar, vanaf februari 2020. Daarna moet hij weg op die locatie. De potentie voor de productie van warmte uit resthout op het grondgebied van Scherpenzeel is laag: het is geschat op 3,6 TJ per jaar 16Bron: Warmteatlas. Om te voorkomen dat biomassa geïmporteerd moet worden – de duurzaamheid is dan vaak niet gegarandeerd – is de gemeente terughoudend met het verder toepassen van biomassa.
Aardwarmte (ondiep en diep)
Aardwarmte of geothermie is het winnen van de warmte van de aarde, vanaf 500 m tot 1 km (ondiep, tot 50 °C) en van 1 tot 7 km diep (diep/ultradiep, tot > 100 °C). In gemeente Scherpenzeel is de potentie ingeschat op 50 TJ. 17Bron: Warmteatlas en ThermoGIS Nader onderzoek is nodig om te bepalen op welke plekken in gemeente Scherpenzeel aardwarmte het best gewonnen kan worden en wat de potentie op die plekke is. EBN en TNO zijn momenteel met een onderzoek bezig naar de potentie van geothermie, wat in de loop van 2022 tot aanvullende inzichten kan leiden. 18Bron: https://scanaardwarmte.nl/waar-doen-we-onderzoek/
Restwarmte bedrijven
Bij industriële processen blijft soms warmte over, die niet binnen het bedrijf gebruikt kan worden. In Scherpenzeel zijn geen bedrijven aanwezig met hogere temperatuur restwarmte. Ook zijn er, zover bekend, geen bedrijven die een grote hoeveelheid lage temperatuur restwarmte beschikbaar hebben, tussen de 30 en 45°C. 19Bron: Warmteatlas Hierbij is er gekeken naar bedrijven die 5 TJ of meer warmte kunnen leveren. Mogelijk zijn er een paar met potentie, maar daarvoor moet er verder onderzoek worden gedaan.
Luchtwarmtepompen
Ook luchtwarmtepompen zijn collectief in te zetten, als warmtebron voor een warmtenet. Dit is de techniek die is toegepast in de nieuwbouwwijk Op Zuid, waar 34 woningen door een collectieve luchtwarmtepomp worden verwarmd.
4.2.3Duurzaam gas
Biogas
Biogas wordt geproduceerd door organisch materiaal te vergisten. Verschillende vormen van biomassa kunnen als grondstof dienen voor het produceren van biogas, waaronder vloeibare mest, GFT-afval en de bio restfractie van akkerbouw en grasland. De beschikbaarheid van deze reststromen op het grondgebied van Scherpenzeel is genoeg voor circa 67 TJ per jaar. 20Bron: Warmteatlas. Biogas kan geïmporteerd worden uit andere gebieden, maar binnen Nederland is de beschikbaarheid zeer beperkt. Het is dan ook het meest logisch om het in te zetten waar echt een hogere temperatuur nodig is. Bijvoorbeeld in de industrie, of de vliegtuigsector. Ook voor moeilijk te isoleren huizen, zoals monumenten, is biogas, in combinatie met een hybride warmtepomp, een mogelijke oplossing.
Waterstof
Waterstof is geen energiebron, maar een energiedrager. Om waterstof te maken wordt meestal elektriciteit gebruikt uit fossiele gas- en kolencentrales (grijze of blauwe waterstof). Het is ook mogelijk om groene energie te gebruiken (groene waterstof). Groene waterstof is vooralsnog duur en schaars, en zal dat voorlopig waarschijnlijk blijven. Waterstof is bij uitstek geschikt om hoge temperaturen te maken. Het is dan ook wenselijk om waterstof in eerste instantie in te zetten daar waar hoge temperaturen noodzakelijk zijn, zoals in de industrie, zwaar transport of het balanceren van het elektriciteitsnet. Een voordeel van waterstof is wel dat – met beperkte aanpassingen – het bestaande gasnet gebruikt kan worden. Ook zijn de vereiste ingrepen in de woning beperkt, omdat waterstof warmte kan leveren op hoge temperatuur. Omdat waterstof duur is (veel duurder dan aardgas), zal isolatie van de woning wel wenselijk blijven. In Nederland wordt tot aan 2030 zeer beperkt ingezet op kleinschalige pilots. Op de langere termijn is waterstof misschien een optie voor lastig te verwarmen gebouwen zoals monumenten.