Duurzaam verwarmen en koelen met smart grid WKO’s

In: Stadswerk Magazine, januari 2018

Koelen en verwarmen van kantoren en andere utiliteitsgebouwen met warmte en koude uit de bodem is een effectieve manier om energie te besparen. Nieuwe inzichten over hoe je de bodembronnen beter kan benutten, maken de keus voor een WKO-systeem (warmte-/koudeopslag) nog aantrekkelijker. Hoewel de gemeente niet de bevoegde vergunningverlener is voor WKO’s, dat is de provincie, hebben gemeenten wel een belangrijke rol als aanjager.

Op de campus van de Nijmeegse Radboud Universiteit liggen de gebouwen wat verscholen in het groen. Alleen de hoge Erasmus-toren steekt met gemak boven al het groen uit. Rond het jaar 2000 besloot het universiteitsbestuur om het diepe grondwater dat zich onder de campus bevond te gaan gebruiken voor het verwarmen en koelen van enkele studiegebouwen. Om dat water naar boven te krijgen werden tien brongaten geboord tot een diepte van ongeveer 50 meter, voor vijf warme bronnen en vijf koude bronnen. In de winter werden de warme bronnen aangesproken en in de zomer de koude bronnen.

Dubbelpijps

In theorie was dit een mooi model. Maar de praktijk pakte niet precies zo uit. De gebouwen bleken gedurende het jaar namelijk meer warmte nodig te hebben dan koude. En zo ontstond er een ongewenst koude-overschot. Daar kwam nog eens bij dat de bronpompen maar een paar pompstanden kenden en dus meestal harder pompten dan strikt noodzakelijk. Dat kon en moest beter. Al was het alleen maar omdat universiteiten zich in de Meerjarenafspraken hebben gecommitteerd aan een jaarlijkse energiebesparing van 2%, waarover wordt gerapporteerd aan de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO), zegt Toon Buiting, coördinator energiebeleid bij de Radboud Universiteit. “Sinds de optimalisering van ons WKO-systeem is het rendement op onze installatie verdubbeld”, zegt hij trots.

De ingreep die werd toegepast is even logisch als ingenieus. In plaats van een enkelpijpssysteem, dat water slechts in één richting laat stromen, werd een dubbelpijps systeem aangelegd, waardoor warmte en koude altijd beschikbaar zijn, ongeacht het seizoen. Niet het bronsysteem was nog leidend, met zijn seizoensinstelling, maar de energievraag uit de gebouwen zijn dat nu, het bronsysteem dient te volgen. Tegenwoordig wisselen op de Nijmeegse campus gebouwen bovengronds onderling warmte uit en is de ondergrondse WKO op momenten zelfs niet eens nodig. De volgende uitbreiding van het WKO-net zit er dan ook alweer aan te komen, zegt Buiting. “De markante Erasmustoren is over twee jaar aan de beurt.”

Niet optimaal

WKOs hadden  enige tijd geleden een minder goed imago. Om de werking van WKO’s te verbeteren heeft de overheid nieuwe regels aan de kwaliteit van bodemenergiesystemen voor ontwerp, aanleg en beheer gesteld. Hierdoor zijn de WKO-installaties nu efficiënt en betrouwbaar, zoals bovenstaand voorbeeld van de Radboud Universiteit illustreert.

Een paar honderd meter naast de WKO van de Radboud Universiteit is nóg een flinke WKO geïnstalleerd, bij het Universitair Medisch Centrum. Die is nu ongeveer vijf jaar in gebruik en is bij aanvang al ‘slim’ en flexibel ontworpen, zegt Els Sonnemans, strategisch adviseur energie van het Radboud UMC. Desalniettemin bleken wijzigingen in het bouwprogramma te leiden tot een warmteoverschot. Dat wordt aangepakt: “We gaan er nieuwe gebouwen op aansluiten die een warmtevraag hebben en we gaan water in de warmtapwaterleidingen tot 45 graden voorverwarmen met de warmte uit de WKO. Daarna verwarmen we het water verder tot 70 graden. Dat doen we conventioneel of misschien met een hoogtemperatuurwarmtepomp.”

Zowel de universiteit als het UMC in Nijmegen willen op termijn de capaciteit van hun WKO uitbreiden met extra bronnen, zeggen Buiting en Sonnemans. Om dit zo goed mogelijk te faciliteren heeft de gemeente Nijmegen drie jaar terug, samen met de universiteit, het UMC en de provincie , het in bodemenergie gespecialiseerde bedrijf IF Technology opdracht gegeven om precies in kaart te brengen wat de mogelijkheden en knelpunten hierbij zijn. Het probleem is namelijk dat de twee academische instituten niet als enige gebruik maken van de ondergrond daar ter plaatse: ten noorden zijn al twee andere WKO’s en het drinkwaterbedrijf Vitens gebruikt het zuidelijk deel van de bodem onder de campus als waterwingebied. De inventarisatie van IF Technology resulteerde in het informatieve rapport ‘Bodemenergieplan Campus Heyendaal, plan voor stimulering en ordening van bodemenergie’.

Momenteel onderzoekt Vitens de contouren waarbinnen het de komende 25 jaar water wil winnen en Buiting en Sonnemans zeggen dat hun organisaties wachten op de uitkomsten van dit onderzoek voor ze verdere plannen maken. Die uitkomsten zullen waarschijnlijk verwerkt worden in de nieuwe grenzen van het grondwaterbeschermingsgebied en wellicht ook in het bodemmasterplan van de gemeente. “Misschien betekent dit wel dat we moeten gaan boren buiten het campusgebied, in de publieke ruimte. In dat geval zullen we met de gemeente om tafel gaan zitten. Want zij zal aan moeten geven waar warme en koude putten geslagen kunnen worden.”

Van ster naar ring

Ook in de gemeente Utrecht staan WKO’s hoog op de agenda. De gemeente heeft zich opgeworpen als kennismakelaar en helpt initiatiefnemers met informatie over archeologische waarden en bodemverontreinigingen op de betreffende locatie. Ook tips over het goed inregelen van de WKO of over kansrijke allianties worden door de gemeente ruimhartig verstrekt.

Eén van de bekendere WKO’s in de stad is de WKO op de Uithof, de grote campus van de Universiteit Utrecht. Deze was oorspronkelijk ontworpen in een sterpatroon en seizoensgeregeld, zegt Fréderique Houben, hoofd van de afdeling Energie van de Universitaire Bestuursdienst en afgelopen november met haar team winnaar van de WKO Duurzaamheid Award. Ook hier heeft een flinke upgrade van het systeem plaatsgevonden, zo’n twee jaar geleden. \

“In plaats van een ster hebben we nu een ring, waarbij de gebouwen met elkaar verbonden zijn”, aldus Houben. Het nieuwe grid is ‘slim’, in de zin dat warmte en koude bínnen gebouwen met elkaar kan worden uitgewisseld (denk aan overtollige serverwarmte) en tússen gebouwen. De WKO komt alleen in actie als deze onderlinge uitwisseling niet toereikend is. De WKO als een soort buffer dus. Een speciaal voor de Uithof ontwikkeld bodemenergieplan – “daar zijn we best een beetje trots op” -dat precies in kaart brengt waar warme en waar koude bronnen gerealiseerd (kunnen) worden geeft de universiteit regie op de ondergrond en extra grip op de toekomstige ontwikkelingen.

Een WKO is een prachtig middel om energie te besparen en om de duurzaamheidsambities mede waar te maken, zo stellen Buiting, Sonnemans en Houben. Maar het is ook een complexe installatie, waar de juiste expertise voor aanwezig moet zijn. Gedeeltelijk komt die expertise van buiten. Sonnemans: “Het is belangrijk dat je al in een vroeg stadium experts bij het project betrekt en daarvan leert. Op die manier voorkom je kostbare fouten.” Dat is waar, zegt Houben, je moet niet meer willen doen dan je kan. “En als je de materie dan eigen heb gemaakt geldt, zeker voor grote organisaties als universiteiten, dat je de energiekennis in huis moet houden. Daarin investeren, zodat je niet om het minste incident meteen de adviseur hoeft te bellen.”

ECN in Eemshaven in ‘lastige situatie’

ECN heeft al een testveld voor turbines in de Wieringermeer in Noord-Holland. Dit ECN Windturbine Testpark Wieringermeer (EWTW) is operationeel sinds 2003. Hier draaien permanent 5 2,5 MW Nordex-turbines en verder is er plek voor vier prototype-turbines met een maximale ashoogte van 100 meter, met een vermogen van 6 MW. Zo werd in 2010 de komst op het park van de SWT-3.6 (3,6 MW) turbine van Siemens feestelijk onthaald. Dat was destijds de meest verkochte windturbine voor offshore windparken.

Maar met 100 meter ashoogte kom je er niet meer tegenwoordig. Daarom was ECN er op gebrand om bij Windpark Wieringermeer (in feite de herstructurering en uitbreiding van bestaande parken, waaronder het EWTW van ECN) te gaan voor hogere ashoogten. In het EWTW II is er de mogelijkheid van het testen van prototypes met een maximale ashoogte van 150 meter en een maximale rotordiameter van 175 meter. Inmiddels zijn er al twee nieuwe prototypes gebouwd en is de derde in aanbouw.

Dat is al mooi, zegt Rademakers, maar toch echt nog te weinig als je testen wil uitvoeren aan de offshore turbines die binnenkort de markt op komen. Daarbij komt dat de windturbines te groot worden om vanaf de IJsselmeerhaven bij Wieringerwerf te vervoeren. “Met een schoenlepel krijg je ze er wel in, maar het is een onhandige locatie.” Daarom is ECN al een jaar of vier in gesprek met de provincie Groningen om ten westen van de Eemshaven, vlak bij de Waddendijk, een testveld te bemachtigen waar het wel mogelijk is om drie à vier turbines van vermogens tussen 8 en 12 MW te testen.

“Omdat ECN zelf geen grondposities heeft in dit gebied zijn we [in 2014, red] een samenwerking aangegaan met Nuon en Eemswind”, laat Rademakers weten. Stichting Eemswind vertegenwoordigt de grondeigenaren in de Emmapolder en de Eemspolder. De hoop was dat het testveld in gebruik genomen had kunnen worden in “2016 of 2017, of bijvoorbeeld één locatie met een tijdelijke vergunning”. Maar de kans dat dit gebeurt is niet erg groot.

Want energiebedrijf RWE heeft net als Nuon cum sui het plan opgevat om Eemshaven West (100-130 MW) te ontwikkelen en deze bedrijven liggen in de clinch om de grondposities bij de Eemshaven. Volgens RWE, dat met windpark Westereems al vaste voet aan de grond heeft in de regio, hebben boeren hun grond twee keer verkocht: de ene hoek van hun land aan RWE en de andere hoek aan Nuon. De Duitse energiereus stapte in mei naar de rechter om de boeren te dagvaarden.

Het ministerie van Economische Zaken heeft Witteveen+Bos opdracht gegeven voor het uitvoeren van een milieueffectstudie (Mes) die duidelijk moet maken welk plan, dat van Nuon of RWE, de voorkeur geniet. “RWE wil windturbines realiseren in het profiel van de Waddenzeedijk. Nuon wil turbines vlak naast de Waddenzeedijk. Samen beschouwd staan de turbines te dicht op elkaar. Er moet dus gekozen worden tussen Nuon, RWE, een combinatie of een geheel nieuw alternatief. De Mes wordt uitgevoerd om gemotiveerd te kunnen reageren op de plannen van Nuon en RWE”, zo legt Economische Zaken het zelf uit. De bedoeling is dat er in maart een ‘voorkeursbeslissing’ wordt genomen. Dan komt er ook een besluit of er wel of geen Rijkscoördinatieregeling komt voor het gebied.

Maar ondertussen zit ECN “bij Nuon op de bagagedrager” en kan het niet veel anders dan wachten op een oplossing in deze “patstelling”, zegt Rademakers. “En dan moet nog het hele vergunningentraject worden opgestart. Het is vervelend.”

En opdrachten gaan aan de neus van ECN voorbij. “Adwen -voorheen Areva- heeft [eind 2014, red] met ons -ECN, Nuon, Eemswind-, de gemeente en de provincie onderzocht of en zo ja wanneer ze op het testveld van ECN een prototype van de 8MW turbine konden plaatsen. Helaas konden we toen geen perspectief bieden en zijn ze uitgeweken naar Bremerhaven”, laat Rademakers weten. In augustus van dit jaar begon in die Duitse haven inderdaad de bouw van het prototype van de 8 MW AD 8-180.

En terwijl we hier zitten te bakkeleien, gaan andere landen gewoon door met testen ontwikkelen van grote turbines. Rademakers geeft als voorbeeld Denemarken, waar begin deze maand het besluit werd genomen om het bestaande testveld Osterild uit te breiden “voor prototypes tot 300 meter tiphoogte”. Dus, lopen we hier in Nederland omzet mis? “Dat is wel waarschijnlijk.”

Wat is op dit moment voor ECN de beste strategie? “De ambitie van ECN is om dit testveld te realiseren samen met Nuon en Eemswind”, aldus Rademakers. En dat kan het best door “constructief met iedereen samen te werken om dit complexe probleem op te lossen”.

‘Woningwet staat verduurzaming in de weg’

Slibverwerkers en AVI’s met reststoffen in hun maag

Slibverwerkers en afvalverwerkingsinstallaties (AVI’s) hebben problemen met de export van hun rookgasreinigingsresidu en vliegasassen. Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat verleent hier geen vergunningen meer voor, als gevolg van een uitspraak van de Europese rechter. Binnenkort volgt een bodemprocedure bij de Raad van State.

Door: Tijdo van der Zee, op Energeia  7 september 2018

Sinds vorig jaar verstrekt het ministerie van IenW geen vergunningen meer voor de export van met kwik verontreinigd rookgasreinigingsresidu van AVI’s, biomassacentrales en slibverwerkers en vliegas van AVI’s.

De bedrijven (zoals HVC en Twence) zijn het hier niet mee eens en zijn een bodemprocedure begonnen bij de Raad van State. Zij kunnen hun schadelijke afval wel kwijt bij Mineralz op de Maasvlakte, maar ze vrezen capaciteitsproblemen. Export is volgens deze bedrijven essentieel.

“Toch heeft het ministerie het juiste besluit genomen”, zegt jurist Andre Gaastra, gespecialiseerd in milieurecht en advocaat voor één van de partijen in de zaak -hij laat in het midden welke. “Het afval werd gestort in Duitse zoutmijnen. Maar je mag daar op grond van de Europese jurisprudentie geen gevaarlijke stoffen in toepassen. Of dat nu boven de grond is of onder de grond.”

Geen nuttige toepassing

In 2010 wilde een Italiaans bedrijf, Edilizia Mastrodonato, gedurende twintig jaar een oude steengroeve volstorten met gevaarlijke afvalstoffen. De Italiaanse rechter wist niet goed hoe te handelen en vroeg het Europese Hof van Justitie in Luxemburg om raad. Dat concludeerde in 2016 in een arrest dat het opvullen van zo’n groeve niet kon worden gezien als nuttige toepassing van gevaarlijk afval.

Het is deze Europese uitspraak waar het ministerie nu aan vasthoudt. Ook in het nieuwe Landelijke Afvalbeheerplan staan talloze verwijzingen naar het Edilizia-arrest. Gaastra: “De staatssecretaris kan dus niet anders dan de vergunningen weigeren.”

Binnenkort dient een bodemprocedure bij de afdeling bestuursrechtspraak van de Raad van Stake over deze zaak. Tegen de uitspraak van de Raad van State is geen hoger beroep mogelijk. Ondertussen hoopten de afvalverwerkers op een tijdelijke vergunning, omdat ze anders misschien hun productie stil moeten leggen.

Maar staatssecretaris Stientje van Veldhoven (Milieu, D66) ) heeft deze vrijdag besloten geen tijdelijke vergunning te verlenen om de tijd tot een uitspraak in de bodemprocedure te overbruggen. Wel wil ze meewerken aan een versnelde bodemprocedure.

Cuadrilla is vergunningen kwijt

Goedkoop offshore windpark dwingt pensioenbeheerder tot nieuwe keuzes

Duitse windparken, Nederlands luchtruim

Journalistiek en Redactie