Hoe maken we van WKO een succes?

Expertartikelen | 397 keer bekeken
Hoe maken we van WKO een succes?

Hoe kan Nederland van bodemenergie een succes maken? Het kosten-efficiënt benutten van het volledige potentieel van warmte-koude-opslagsystemen vereist inspanning van iedereen: ontwerpers, bouwers, opdrachtgevers, eigenaren, gebruikers en de overheid.

Tekst: Michael Afanasyev

De Nederlandse bodem is uitstekend geschikt voor toepassing van bodemenergie. De laatste 20 jaar heeft bodemenergie een spectaculaire doorbraak gemaakt in Nederland. Ons land is zelfs wereldleider op het gebied van warmte-koudeopslag (WKO) in de bodem. Helaas is de groei van WKO in de laatste jaren afgevlakt en blijft het energiebesparingspotentieel van de ondergrond onbenut. Efficiënter gebruik van de bodem voor energieopslag biedt kansen voor kostenbesparing en CO2-besparing, maar vereist een brede inspanning en betere samenwerking van alle betrokken partijen: eigenaren, ontwerpers, bouwers en overheid.

BENG
Vanaf 2021 moet alle nieuwbouw in Nederland een ‘Bijna Energie Neutraal Gebouw’ oftewel een BENG zijn. Het goede nieuws is dat we het relatief makkelijk kunnen realiseren, want daar is een ‘goed ingeburgerde’ techniek voor, namelijk bodemenergie. Bodemenergie levert een enorme besparing op primaire energie, vooral als er vraag naar koeling is. Open bodemenergiesystemen maken gebruik van grondwater voor WKO. Inmiddels zijn er meer dan 2.000 WKO-systemen in Nederland in bedrijf, vooral bij utiliteitsgebouwen. Daarnaast zijn er meer dan 40.000 gesloten systemen, met name bij woningen.

Groei WKO remt af
Tot zover het goede nieuws. Slecht nieuws is dat de groei van WKO door een aantal oorzaken afneemt. Ten eerste zijn er in het verleden WKO-systemen ontworpen en aangelegd door partijen die dat beter niet hadden kunnen doen. Slechte functionering bij enkele projecten heeft gezorgd voor negatieve publiciteit en terughoudendheid bij opdrachtgevers zoals eigenaren van (kantoor)gebouwen en projectontwikkelaars. Inmiddels hebben de overheid en de sector de kwaliteit van de aanleg van WKO-systemen geborgd, onder andere door middel van het invoeren van certificering voor alle partijen die bodemenergiesystemen ontwerpen, realiseren, onderhouden en beheren. Maar een imagokras is niet zomaar weggepoetst.  

Roet in het eten
Ten tweede heeft de economische crisis, met lagere bouwvolumes en krappere budgetten, flink wat roet in het eten gegooid. Ten derde zijn de moderne gebouwen, ironisch genoeg, ‘te milieuvriendelijk’, want door de goede isolatie is er een veel lagere energievraag. Door de combinatie van lage energievraag en lage energieprijzen kiezen opdrachtgevers voor de lucht-water warmtepomp of voor traditionele klimaatinstallatie met airco en gasketels.

Technische uitdagingen
Alhoewel WKO ‘volwassen’ is, zijn er enkele technische uitdagingen. De lage compatibiliteit met afgiftesystemen in oudere gebouwen is een probleem. Hierdoor is het lastig om WKO toe te passen in renovatieprojecten. Een ander technisch knelpunt is de lozingsproblematiek. Bij de aanleg van open WKO-systemen moeten de bronnen schoongespoeld worden. Daarbij komen grote volumes water vrij. Vooral in West-Nederland is dit water vaak zout of brak. Dit water kan niet op oppervlaktewater geloosd worden. De afvoer van tientallen tankwagens vol spoelwater kan een flinke deuk in het projectbudget veroorzaken.

Efficiencyproblemen
Wij, de ingenieurs, ontwerpen een WKO-systeem voor een specifiek gebouw als onderdeel van een compleet klimaatbeheersingssysteem. Als de opdrachtgever één onderdeel van dit systeem wil aanpassen, dan is het zijn verantwoordelijkheid om te vragen om herziening van het WKO-ontwerp. Past men het ontwerp niet aan (veelal omdat het geld kost), dan kan het tot een gebrekkig functionerend systeem leiden. Het ontworpen WKO-systeem is dan mogelijk veel groter of kleiner dan nodig. De kosten die de eigenaar van het pand op zijn bordje krijgt om de problemen te herstellen, zijn vele malen hoger dan de bezuiniging op ontwerpkosten.

Verkeerde bezuiniging
Goed beheer en onderhoud zijn essentieel voor het goed functioneren van een WKO-systeem. Nadat een systeem ontworpen en gerealiseerd is, dient het getest, in bedrijf genomen en overgedragen aan de exploitant te worden. Deze overdracht is vaak slecht geregeld en de inbedrijfstelling wordt op een ondoordachte manier uitgevoerd. Zo kunnen verkeerd beheer en gebrek aan onderhoud een perfect aangelegd systeem volledig onbruikbaar maken. Dit komt helaas regelmatig voor omdat goed beheer duur gevonden wordt.

Disfunctioneel beleid
Het huidige vergunningstelsel werkt volgens het principe ‘die het eerst komt, het eerst maalt’. Hierdoor zijn ontwerpers en eigenaren gedwongen de systemen (en vergunningen) te overdimensioneren. Want, stel je wilt in de toekomst uitbreiden en het beschikbaar debiet is al aan de buurman gegund? Het gevolg is inefficiënt gebruik van de ondergrond. De waterverplaatsing van een WKO-systeem is gemiddeld slechts 60% van het debiet waar het systeem voor ontworpen is en maar 40% van wat in de vergunning staat.

Brede inspanning
Door combinatie van de bovengenoemde problemen loopt de terugverdientijd van WKO-systemen, die in theorie 4 á 7 jaar is, op naar 6 á 12 jaar in de praktijk. Om het volledige potentieel van bodemenergie kosten-efficiënt te benutten vereist inspanning van iedereen: de sector (ontwerpers en bouwers), de eigenaren en gebruikers van WKO-systemen, de opdrachtgevers en uiteraard van de overheid.

Nee durven zeggen
Prioriteit voor de sector is het ontwikkelen van een goede manier om WKO toe te passen bij renovatieprojecten. Immers, er zijn veel meer bestaande gebouwen dan nieuwe. Wellicht nog belangrijker, wij de ontwerpers moeten ‘nee’ durven zeggen tegen opdrachtgevers die onrealistische eisen stellen of een project maar blijven aanpassen zonder dat er budget is voor bijbehorende aanpassing van de klimaatinstallatie.

Goedkoop is duurkoop
Gebruikers en eigenaren van WKO-systemen dienen te  beseffen dat goedkoop duurkoop is, ook bij WKO-beheer. Prestatieafspraken met ontwerpers en bouwers bieden meer garantie op return-on-investment dan kortstondige bezuiniging op degelijk ontwerp. Als er enige twijfel is in de eigen beheer- en onderhoudscapaciteit, biedt extern eigendom en/of exploitatie een goede uitkomst. De kantine en schoonmaak zijn al uitbesteed, dus waarom een WKO-systeem wél in eigen beheer?

Integraal en consistent ontwerp
Opdrachtgevers, vaak grote bouwbedrijven, moeten zorgen voor een integraal en consistent ontwerp. Neem de ontwerper van het WKO-systeem vanaf het begin van het traject mee in het projectteam en zorg dat deze op de hoogte is van iedere aanpassing in het ontwerp. Het klinkt simpel en voor de hand liggend, en dat is ook zo. Toch valt hier nog een wereld te winnen.

Degelijke visie
Last but not least: de overheid. Wat nodig is, ook in kleinere gemeenten, is een degelijke visie op het gebruik van de ondergrond. De gemeenten en provincies hebben een regierol in het beheer van de ondergrond en hebben daarom een uitgelezen kans om dit beter te faciliteren en coördineren dan nu het geval is. Mijn oproep aan de overheid: maak werk van meldplicht voor gesloten WKO-systemen, wijs interferentiegebieden aan, ontwikkel een gezamenlijk en gebiedsgericht lozingsbeleid. Daarnaast ligt er voor de overheid een cruciale rol om de eigenaren en gebruikers van gebouwen te stimuleren elkaar te vinden om gezamenlijk efficiëntere WKO-systemen aan te leggen.

Energieneutraal in 2050
Dankzij bodemenergie kunnen we duurzame, energiezuinige gebouwen hebben. BENG in 2021 is de eerste stap. Al in 2023 moeten alle kantoorgebouwen energielabel C hebben, in 2030 label A en in 2050 moet de gebouwde omgeving energieneutraal zijn. Het is beter om de investering nu te maken en die terugverdienen in energiekosten. Zo simpel is het. Laten we het dan ook maken!

Over de auteur: Michael Afanasyev is geohydroloog bij Sweco. Hij is specialist in het modelleren van dynamische processen in de ondergrond, zoals warmte-koudeopslag.

Foto: NS-station Delft werkt ook met een WKO-systeem (foto Sweco.nl)

Redactie Ensoc, 12-mei-17

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Meld jezelf nu aan voor de Ensoc nieuwsbrief en ontvang het laatste nieuws, trends en aanbiedingen.

Reacties (2)

Reageren
  • 17.05.2017 - 14:34 uur | Henk Daalder

    Deze specialist wil door op de grote klanten weg.
    Maar geeft zelf al aan dat die in de huidige markt, vaak geen WKO nodig hebben.

    WKO is dus te duur.

    Ontwikkel het tot een aantrekkelijk consumenten product.
    Een warmtepomp werkt efficienter met water dan met lucht.
    Vele woningen zijn gegroepeeerd in blokken. Zij kunnen samen een WKO laten installeren, liefst gesloten, waar het blok samen gebruikt van maakt. Natuurlijk met gebruiksregels, zoals dat er in de zomer voldoende warmte in gestopt moet worden. Dat kost relatief weinig energie en verhoogt in de winter de opbrengst, COP van de water water warmtepomp.
    Gun daarnaast huishoudens dat ze hun eigen stroom goedkoop kunnen opwekken, met een eigen kavel windpark, stroom voor 2 cent per kWh.
    Deze combinatie van product ontwikkeling en eerlijker regelgeving, zoals de SER vraagt nav de evaluatie van het energieakkoord, helpt de energietransitie vooruit, en levert bedrijven met het juiste consumentenproduct meer omzet op.

  • P. Lomito
    12.05.2017 - 23:15 uur | P. Lomito

    Er zijn een aantal redenen waarom WKO minder geschikt is voor woningbouw. WKO is ook nooit ontwikkeld voor toepassing in woningen maar voor gebouwen waarin de koelingsbehoefte ongeveer even groot is als de verwarmingsbehoefte. Bij kantoren wordt die grotere koelingsbehoefte veroorzaakt door het gebruik van veel apparaten die warmte produceren (verlichting, PC's, servers, printers). Wanneer koeling in de zomer en verwarming in de winter ongeveer in balans zijn dan wordt de bodembron telkens opgeladen voor het volgende seizoen. In de zomer wordt overtollige warmte in de bodem gebracht zodat in de winter de bron voldoende opgewarmd is voor verwarming. In de winter wordt de warmte weer onttrokken aan de bron zodat deze afkoelt en weer geschikt is om te koelen in de zomer.

    Bij woningbouw gaat dit doorgaans mank omdat de interne warmtelast van apparaten fors lager is dan in een kantoor. De woning wordt vooral verwarmd in de winter en nauwelijks gekoeld in de zomer. Tijdens de zomermaanden zijn bewoners ook vaak 3 weken op vakantie wanneer de koelingsbehoefte het grootst is. Met als resultaat dat de bron onvoldoende wordt opgewarmd en de winter ingaat met een te lage starttemperatuur. Hierdoor moet de warmtepomp harder werken door de grotere dT met meer stroomverbruik en uiteindelijk zelfs bevriezing van de bron.


    Verder speelt mee dat seriematige woningbouw te dicht op elkaar ligt (6 -7 meter) om met de bron niet uit de invloedssfeer van buurbronnen te blijven, jouw bron wordt afgekoeld door die van de buren. Ik ken gevallen waarbij woningeigenaren genoodzaakt waren een nieuwe bron te slaan in de voortuin omdat die in de achtertuin bevroren was. Met zeer hoge kosten voor de eigenaar...

    In woonwijk De Teuge in Zutphen ging het faliekant fout, de gezamenlijke bron was elk jaar te koud waardoor de energiekosten van bewoners de pan uit rezen terwijl beloofd was dat deze WKO-verwarming zeer milieuvriendelijk en energiezuinig was. Na jaren procederen zijn de woningen alsnog aangesloten op een achteraf aangelegde gasinfra in de wijk en voorzien van gasketels, alles voor rekening van Vitens. Ik heb nog nooit zoveel WW-warmtepompen tegelijk op Marktplaats gezien...

    Ik heb me er destijds ook tegenaan bemoeid omdat de fout niet alleen bij Vitens lag maar vooral ook bij de gehanteerde EPC-berekening (Bouwbesluit) waarin structurele fouten zitten. Zo bestaat de berekening uit zeer grove aannames die bouwkundige maatregelen zwaar benadelen ten opzichte van installatietechnische maatregelen. Niet zo vreemd als je bedenkt dat de methode zijn oorsprong heeft in de installatietechniek... Het gevolg hiervan is dat woningen gemakkelijker aan de EPN voldoen door het gebruik van installaties ten koste van gebouwisolatie en luchtdichting. Anders gezegd: de woningen verliezen meer energie dan uit de EPC volgt en bovendien wordt de verwarmingscapaciteit te laag ingeschat zodat deze woningen moeilijk warm te krijgen zijn.

    Inmiddels is de EPC enigszins verbeterd in de nieuwe EPG, maar het blijft een grove berekeningsmethode die resulteert is slechte voorspelling van de warmtebehoefte.