Ons werk

Toekomstbestendige warmtenetten: een nieuw ontwerp

Nu we in Nederland massaal van het aardgas af gaan, wordt veel verwacht van warmtenetten, zowel in de gebouwde omgeving als voor sectoren als de glastuinbouw. Warmte uit de ondergrond, uit de industrie, uit oppervlakte- of afvalwater, kan gebruikt worden als alternatief voor aardgas, maar hoe gaan we de infrastructuur daarvoor goed inrichten? Hoe betaalbaar, duurzaam en flexibel worden onze toekomstige warmtenetten?

Verduurzaming van de warmtevoorziening

Het Klimaatakkoord van Parijs (2015) betekent voor Nederland 80-95% reductie van de CO2-uitstoot in 2050 ten opzichte van 1990. Dit heeft ook grote consequenties voor warmtehuishouding in de gebouwde omgeving. Veel wordt verwacht van collectieve warmtevoorziening met warmtenetten. Zo noemt ook het Ministerie van EZK dat een groot deel van de nationale warmtebehoefte door collectieve warmtenetten kan worden geleverd: 20-50%. Warmtenetten kunnen effectief en grootschalig bijdragen aan het uitfaseren van aardgas als verwarmingsbron in de gebouwde omgeving. Maar er zijn de nodige uitdagingen te overwinnen...

De uitdaging voor warmtenetten

Het aandeel van warmtenetten in de warmtevoorziening in Nederland is nu slechts ca. 5%. Er zijn nogal wat hindernissen die uitrol van klein- en grootschalige warmtenetwerken in de weg staan, zoals:

  • de hoge kosten van de infrastructuur;
  • weerstand tegen het gebruik van industriële restwarmte en in toenemende mate ook biomassa;
  • een lock-in met lange leveringscontracten, waardoor er geen keuzevrijheid voor de eindgebruiker is;
  • uitsluiting van duurzame elektriciteit voor verwarming, etc.

Deze hindernissen zijn deels terug te voeren op het feit dat het ontwerp voor nieuwe, en uitbreiding van bestaande warmtenetten gedateerd en suboptimaal is. Moderne, 4e generatie warmtenetten bieden mogelijkheden om deze uitdagingen het hoofd te bieden, maar tot voor kort was daar nog geen generieke ontwerpmethode voor. TNO heeft daarom recent een toegankelijke, kwantitatieve ontwerpmethode opgeleverd als resultaat van een succesvolle samenwerking met partners Vattenfall en ETP in het kader van het TKI project Toekomstbestendige Warmtenetten. De ontwerpmethode is ontwikkeld aan de hand van verschillende praktijkcasussen, waarbij warmtenetten worden ontworpen voor zowel de gebouwde omgeving als de glastuinbouw, op zowel lage als hoge temperatuur.

Innovaties voor toekomstbestendige warmtenetten

De (4e) generatie warmtenetten – we spreken liever over toekomstbestendige warmtenetten – bieden goede kansen om de voordelen van netten te behouden en de huidige nadelen weg te nemen en/of te minimaliseren. De belangrijkste verdienste is dat de betaalbaarheid (CAPEX/OPEX), de duurzaamheid en de toekomstbestendigheid (door verbeterde flexibiliteit) significant kunnen worden verbeterd. Dat is in het belang van de vele verschillende stakeholders betrokken bij warmtenetwerken. Daarvoor is wel innovatie nodig. Er is een aantal innovaties direct ingebed in de ontwerpmethode voor 4e generatie warmtenetten. TNO levert niet alleen deze innovaties, maar ook de tools specifiek bedoeld om deze innovaties in de ontwerpmethode te ondersteunen; tools die direct inzetbaar zijn in de ontwerpfase van netten, en het mogelijk maken om te ontwerpen en te optimaliseren op belangen zoals betaalbaarheid, duurzaamheid en flexibiliteit. Zo werken we aan toekomstbestendige netten als belangrijk onderdeel van de Nederlandse warmtehuishouding.

Innovatieve ontwerpmethode wordt gebruikt voor de Design Toolkit in WarmingUP

De ontwerpmethode en Design Toolkit vormen gezamenlijk een uniforme aanpak om te komen van planning op papier tot toekomstbestendige warmtenetten in de praktijk.

De tools die de manier van ontwerpen vernieuwen, zijn er om waarde voor de stakeholders toe te voegen. Om warmtenetten goedkoper, duurzamer en flexibeler te maken, dat is het uiteindelijke doel. Partners brengen praktijkcasussen in, en samen met hen maken we een innovatief ontwerp. De nieuwe ontwerpmethode kun je zien als een kookboek. In het WarmingUP-programma, waarin bijna de hele waardeketen van partners samenwerkt, leveren we de daarbij horende “potten en pannen” op: een Design Toolkit die ontwerpers en ingenieurs kunnen gaan gebruiken. Die software is open access, en gratis voor iedereen. De bèta-versie komt binnen twee jaar beschikbaar. Maar nu hebben we al een eerste versie beschikbaar die te downloaden is om de eerste ervaringen mee op te doen. Hij kan nog niet zoveel, maar is bedoeld om een indruk te geven van de look and feel en eerste feedback op te halen bij de beoogde gebruikers.

Roadmap

Een betrouwbaar, betaalbaar, duurzaam en rechtvaardig energiesysteem

De transitie naar een volledig duurzaam energiesysteem in 2050 brengt grote veranderingen met zich mee in technologisch, economisch en sociaal opzicht. Fossiele bronnen zijn dan vervangen door hernieuwbare,... Lees verder
Zie ook
Contact

Dr. ir. Martijn Clarijs

  • Slimme Warmtenetten
  • Indoor Monitoring en Control voor Data Centers

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.