Aardwarmte en collectieve warmtepompen: duurzame verwarming voor woningen en wijk

De transitie naar duurzame energie is volop in de maak in de gebouwde omgeving. Voor woningbouw, wijkvernieuwing en appartementencomplexen biedt aardwarmte in combinatie met collectieve warmtepompen een veelbelovende oplossing. Deze combinatie helpt niet alleen om CO₂-uitstoot te verminderen, maar ook om energiekosten te beheersen en de elektriciteitsnetbelasting te verminderen. In dit artikel bespreken we de toepassing van aardwarmte en collectieve warmtepompen, hun voordelen en nadelen, de kosten en toepassing per woningtype, en de technische eisen die erbij horen.

Wat is aardwarmte en hoe werkt het?

Aardwarmte is een vorm van geothermische energie die uit de ondergrond wordt opgewekt. De temperatuur van de ondergrond neemt toe naarmate je dieper boort. Bij ongeveer 2 tot 3 kilometer diepte is de gemiddelde temperatuur van het grondwater tussen de 60 en 90 °C. Dit noemt men reguliere aardwarmte, en het kan direct gebruikt worden voor warmtenetten of via een warmtepomp verder worden opgewaardeerd naar hogere temperaturen.

Aardwarmte wordt meestal gewonnen door middel van:

• Een aardwarmtebron en installatie, zoals diepe putten of boringen;
• Een warmtenet om de warmte naar woningen of gebouwen te vervoeren;
• Eventueel een warmtepomp, die de warmte opwaardeert naar een temperatuur die geschikt is voor verwarming.

Lagere aardwarmte, bijvoorbeeld op 500 tot 1.500 meter diepte, heeft temperaturen rond de 30-50 °C. Deze zogenaamde lage temperatuur geothermie (LTG) vereist een warmtepomp om de warmte op te waarderen. Aan de andere kant biedt ultradiepe geothermie (UDG), op 4 kilometer of dieper, temperaturen boven de 120 °C, die geschikt zijn voor industriële toepassingen.

Aardwarmte is daarom niet alleen geschikt voor woningen, maar ook voor wijkverwarming, glastuinbouw en industriële toepassingen. Het belangrijkste is dat de ondergrond op de betreffende locatie geschikt is voor warmtewinning. Dit kan worden bepaald door middel van geologische studies en vooronderzoek.

Collectieve warmtepompen: het centrale element in aardwarmteprojecten

Een collectieve warmtepomp speelt een essentiële rol in aardwarmteprojecten, vooral als de opgepompte warmte niet direct voldoet aan de verwarmingsbehoeften. Bij reguliere aardwarmte (60–90 °C) is een warmtepomp niet altijd nodig, maar bij lage temperatuur geothermie (LTG) of bij wijkverwarming waarbij de warmte naar hogere temperaturen moet worden gebracht, is een collectieve warmtepomp essentieel.

Voordelen van collectieve warmtepompen

Collectieve warmtepompen zijn vaak ingezet in appartementencomplexen of in nieuwbouwwijken, waar ze meerdere woningen tegelijk van warmte kunnen voorzien. Deze systemen bieden een aantal belangrijke voordelen:

• Ruimtebesparing: Er zijn geen individuele warmtepompen nodig in elk appartement, wat extra leefruimte oplevert.
• Gedeelde kosten: De investering, het onderhoud en de energieconsumptie worden verdeeld over meerdere woningen, wat de individuele lasten vermindert.
• Kostenefficiëntie: Door het volume-effect op brandstof- en energiekosten, ontstaan er financiële besparingen.
• Beheer via VvE: Het beheer van het systeem kan door de Vereniging van Eigenaren worden geregeld, wat de verantwoordelijkheden verdeelt en het beheer centraliseert.

Nadelen van collectieve warmtepompen

Er zijn ook een aantal nadelen waarmee rekening moet worden gehouden:

• Beperkte individuele controle: Inwoners hebben minder invloed op het verwarmingstempo of energieverbruik van het systeem.
• Thermisch comfort: Ontwerpfouten kunnen leiden tot ongelijke verwarming in verschillende appartementen, wat het thermisch comfort kan beïnvloeden.
• Stokseizoen bepaald voor het gehele complex: De verwarmingstijd wordt gecentraliseerd bepaald, wat betekent dat individuele controle over het verwarmingstijdschema beperkt is.

Toepassing van aardwarmte en collectieve warmtepompen in appartementencomplexen

In appartementencomplexen is een collectieve warmtepomp vaak de meest praktische oplossing. Er zijn verschillende typen warmtepompen die geschikt zijn voor collectief gebruik, afhankelijk van de aardwarmtebron en de architectuur van het gebouw.

1. Lucht-water (hybride) warmtepomp

Een lucht-water warmtepomp haalt warmte uit de lucht en gebruikt die om verwarmings- en tapwater te genereren. Deze warmtepompen zijn minder complex in installatie en kunnen geschikt zijn voor appartementencomplexen met een relatief laag warmteverbruik. Ze zijn goedkoper dan water/water- of bodem/water-systemen, maar hebben wel minder rendement, vooral in koudere maanden. Daarom worden ze vaak in combinatie met een CV-ketel ingezet.

2. Water-water warmtepomp

Een water-water warmtepomp haalt warmte uit het grondwater en gebruikt deze voor verwarming. Dit vereist het aanleggen van een diepe put en een lozingsput. Grondwater heeft een constante temperatuur van 7 tot 12 °C, waardoor het een goede warmtebron vormt. De installatie is echter duur en vereist ingrijpende werkzaamheden. Daarom worden deze systemen vaak collectief ingezet in appartementencomplexen, waar de kosten en voordelen verdeeld kunnen worden.

3. Bodem-water warmtepomp

Bodem-water warmtepompen gebruiken aardwarmte via een buizensysteem in de ondergrond. De aardwarmte wordt opgepompt, opgewaardeerd en gebruikt voor verwarmingsdoeleinden. Deze systemen hebben het hoogste rendement van alle warmtepompen, maar zijn ook het duurst en vereisen diepe boringen en een complexe infrastructuur. Ze zijn dus meestal alleen geschikt voor grotere woningbouwprojecten of wijkverwarming.

Kosten van collectieve warmtepompen in appartementencomplexen

De investeringskosten van een collectieve warmtepomp hangen sterk af van het type systeem en de omvang van het project. De volgende gemiddelde kosten zijn opgenomen in de beschikbare bronnen:

Bij grotere projecten met meerdere woningen kunnen kosten bespaard worden door het volume-effect. Bovendien is het mogelijk om subsidies of energiepremie te verkrijgen, afhankelijk van de regelgeving en het type project.

Voordelen van aardwarmte en collectieve warmtepompen in de praktijk

De combinatie van aardwarmte en collectieve warmtepompen biedt een aantal unieke voordelen, die belangrijk zijn voor zowel woningeigenaren als gemeenten en woningcorporaties.

1. Minder elektriciteitsverbruik

Een warmtenet met aardwarmte vereist over het algemeen minder elektriciteit dan een systeem met meerdere individuele warmtepompen. Dit helpt bij het verminderen van de piekbelasting op het elektriciteitsnet, wat bijdraagt aan een stabielere energievoorziening. Bij gebruik van seizoensopslag en collectieve warmtepompen kan het systeem ook in koude winters voldoen aan de warmtebehoefte.

2. Duurzame en schone energie

Aardwarmte is een duurzame energiebron die geen CO₂-uitstoot veroorzaakt bij het opwekken van warmte. In combinatie met een warmtepomp kan het een volledig koolstofneutrale verwarmingsoplossing vormen, zolang de elektriciteit voor de warmtepomp uit duurzame bronnen komt.

3. Geschikt voor oude en nieuwe stads- of dorpskernen

Aardwarmte is niet alleen geschikt voor nieuwbouwwijken, maar ook voor bestaande woonomgevingen, zoals oude stads- of dorpskernen. Het is mogelijk om warmtenetten aan te leggen zonder de stadsstructuur zwaar te belasten, en collectieve warmtepompen kunnen worden geïntegreerd in de infrastructuur.

Kritisch overwegen: nadelen en beperkingen

Ondanks de voordelen zijn er ook enkele nadelen en beperkingen die bij het overwegen van aardwarmte en collectieve warmtepompen moeten worden meegenomen.

1. Aanvankelijke investering is hoog

De installatie van aardwarmte en een collectieve warmtepomp vereist een aanzienlijke investering, vooral bij diepe boringen en warmtenetten. Voor woningeigenaren in appartementencomplexen kan dit een financiële last worden, hoewel de kosten meestal worden verdeeld.

2. Afhankelijk van de ondergrond

Niet op elke locatie is de ondergrond geschikt voor aardwarmte. Voor een project is een gedetailleerd geologisch onderzoek nodig, wat extra kosten kan opleveren. Bij ongunstige grondcondities kan een alternatieve oplossing nodig zijn, zoals lage temperatuur geothermie met een collectieve warmtepomp.

3. Beheer en onderhoud

Collectieve warmtepompen en warmtenetten vereisen regelmatig onderhoud en beheer. Dit moet worden geregeld via een centraal beheermechanisme, zoals de VvE van een appartementencomplex. Inwoners hebben minder directe controle over de systemen en moeten vertrouwen op de professionaliteit van de beheerder.

Samenvatting

Aardwarmte en collectieve warmtepompen vormen samen een duurzame en efficiënte verwarmingsoptie voor appartementencomplexen en wijkverwarming. Ze helpen om CO₂-uitstoot te verminderen, elektriciteitsnetbelasting te verlagen en energiekosten te beheersen. De toepassing hangt af van de geschiktheid van de ondergrond, de architectuur van het gebouw en de omvang van het project.

Hoewel de aanvankelijke investeringen hoog zijn, bieden deze systemen langdurige voordelen. De kosten worden vaak gedeeld, en het thermisch comfort kan behoorlijk verbeteren, zolang het systeem goed is ontworpen en onderhouden.

Voor appartementencomplexen is een collectieve warmtepomp een logische keuze, zowel qua kosten als qua logistiek. Voor nieuwbouw en wijkvernieuwing is aardwarmte een veelbelovende oplossing, zolang de ondergrond geschikt is en de infrastructuur goed wordt aangelegd.

Bronnen

1. Aardwarmte - NPLW
2. Collectieve warmtepomp in appartementen - Bobex
3. Warmtepomp - Duurzaamheidsvergelijker