Warmtepompen en de elektriciteitsvraag in de energietransitie: Beta-factoren, netcapaciteit en CO₂-reductie

Published by Redactie on oktober 7, 2025 | Category warmtepomp

De overstap van het Nederlandse energiebeleid van fossiele brandstoffen naar duurzame opwekking is in volle gang. Hierin spelen warmtepompen een centrale rol. Door het gebruik van warmtepompen wordt het elektriciteitsverbruik verplaatst van directe verwarming (zoals via gas) naar elektrische warmteopwekking. In combinatie met de opmars van zon en wind wordt hiermee ook een belangrijke bijdrage geleverd aan het verlagen van CO₂-uitstoot. Toch roept dit ook nieuwe uitdagingen op, vooral op het vlak van het elektriciteitsnetwerk. De vraag is dan ook hoe warmtepompen, en met name de keuze voor bepaalde typen, het elektriciteitsverbruik beïnvloeden op piekmomenten en welke gevolgen dit heeft voor de duurzaamheid en de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet.

In dit artikel zullen we de rol van warmtepompen in de energietransitie beschrijven, waarbij we ons concentreren op de technische aspecten zoals COP (Coefficient of Performance), beta-factor, en de gevolgen van deze parameters op het elektriciteitsverbruik. Ook zullen we kijken naar de interactie tussen warmtepompen en het elektriciteitsnet, inclusief de risico’s op netcongestie en de betekenis hiervan voor de duurzaamheid van de elektriciteitsopwekking. Tot slot zullen we de rol van bodemenergie en andere flexibiliteitsmaatregelen toelichten als oplossing voor de uitdagingen die warmtepompen met zich meebrengen.

De rol van warmtepompen in de energietransitie

Warmtepompen zijn apparaten die warmte uit de lucht, grond of water onttrekken en deze verhitten om zo ruimteverwarming en warm water op te wekken. Ze werken op basis van het principe van het hergebruik van warmte uit de omgeving en doen dit met een relatief laag elektriciteitsverbruik. De efficiëntie van een warmtepomp wordt uitgedrukt in de COP (Coefficient of Performance) of het SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Deze aanduiding geeft het verhouding aan tussen de warmte die wordt opgewekt en de elektriciteit die daartoe nodig is. Zo betekent een COP van 4 dat voor elke 1 kW elektriciteit er 4 kW warmte wordt opgewekt.

Er zijn verschillende typen warmtepompen, waarbij de keuze vaak afhangt van de beschikbare installatieomstandigheden en het budget. De meest voorkomende typen zijn:

Lucht-water warmtepompen: Deze halen warmte uit de lucht en leveren deze op in een warm water circuit voor CV-verwarming en warm water.
Lucht-lucht warmtepompen: Deze leveren warme lucht direct in de woning.
Grond-water warmtepompen: Deze halen warmte uit de grond en leveren warm water aan.
Bodemenergie warmtepompen: Deze werken op basis van diepe grondwarmte en hebben een hogere COP en SCOP dan ondiepe systemen.

De keuze voor een warmtepomp met een bepaalde beta-factor speelt een belangrijke rol in de efficiëntie en het elektriciteitsverbruik van het systeem. De beta-factor is een maat voor de capaciteit van de warmtepomp om het maximale warmteverbruik van de woning te dekken. Een beta-factor van 1,0 betekent dat de warmtepomp bij de koudste buitentemperatuur het volledige warmteverbruik van de woning kan leveren. Een beta-factor van 0,8 betekent dat de warmtepomp slechts 80% van de benodigde warmte kan leveren bij koude buitentemperaturen en dat er dan extra elektrische verwarming of een hybride systeem met een CV-ketel nodig is.

Deze keuze heeft gevolgen voor het elektriciteitsverbruik. Bij koude buitentemperaturen zakt de COP van de warmtepomp, waardoor het elektriciteitsverbruik om dezelfde hoeveelheid warmte op te wekken stijgt. Voor warmtepompen met een beta-factor van 0,8 kan dit leiden tot een situatie waarin het elektrische element van het systeem inschakelt. Het elektrische element heeft een COP van 1, omdat het 1 kW elektriciteit nodig heeft om 1 kW warmte te genereren. Dit is dus minder efficiënt dan de warmtepomp zelf.

Gevolgen van beta-factor 0,8 op het elektriciteitsverbruik en het netwerk

Een warmtepomp met een beta-factor van 0,8 is aantrekkelijk vanwege de lagere aanschafkosten in vergelijking met een warmtepomp met een beta-factor van 1,0. Toch brengt dit keuze ook risico’s met zich mee, vooral bij extreme koude weersomstandigheden. In zo’n geval kan de warmtepomp niet het volledige warmteverbruik van de woning leveren, waardoor het elektrische element inschakelt. Het elektrische element levert dan de resterende warmte, maar doet dit met een COP van 1. Dit is minder efficiënt dan de warmtepomp zelf.

Wanneer veel woningen zijn uitgerust met dergelijke warmtepompen, kan dit leiden tot een tijdelijke stijging van het elektriciteitsverbruik in het nationale netwerk. Bij koud weer zullen deze warmtepompen hun elektrische elementen inschakelen, waardoor het elektriciteitsverbruik stijgt. Voor een situatie waarin een miljoen woningen zijn uitgerust met een warmtepomp met beta-factor 0,8 en het elektrische element inschakelt, kan het elektriciteitsverbruik tijdelijk stijgen met 2 tot 3 GigaW. Dit is vergelijkbaar met de capaciteit van een elektriciteitscentrale of 4 tot 6 keer de capaciteit van de kerncentrale in Borselle.

Dit is een belangrijk gegeven, omdat Nederland in 2024 plannen heeft om meerdere kolencentrales te sluiten. Dit betekent dat er minder flexibiliteit in het netwerk is om piekverbruik op te vangen. Als de warmtepompinstallatie en de sluiting van kolencentrales tegelijkertijd plaatsvinden, kan dit leiden tot problemen met het elektriciteitsnetwerk. Er is dan een risico op netcongestie of zelfs een overbelasting van het netwerk.

De relatie tussen klimaatverandering en de beta-factor

De klimaatverandering heeft ook invloed op de keuze van de beta-factor van warmtepompen. In Nederland daalt het aantal graaddagen (GD) jaarlijks door de opwarming van het klimaat. Voor elke 0,2°C klimaatopwarming verdwijnt zo’n 100 graaddagen uit het jaar. Dit betekent dat de koude dagen steeds minder extreem zijn en dat de warmtepomp minder vaak in een situatie komt waarin het elektrische element nodig is. Hierdoor wordt de beta-factor van 0,8 langzaam gelijk aan die van 1,0.

Toch is het nog steeds belangrijk om rekening te houden met extreme koude weersomstandigheden. De kans dat er in de toekomst een periode met buitentemperaturen onder de -7°C is, blijft bestaan. In dergelijke gevallen is een warmtepomp met beta-factor 1,0 beter afgestemd om het warmteverbruik van de woning volledig te dekken zonder dat het elektrische element inschakelt.

De rol van het elektriciteitsnet in de energietransitie

Het elektriciteitsnet is een belangrijk element in de energietransitie. Traditioneel was het netwerk ontworpen rondom centrale opwek van elektriciteit, waarbij het verbruik en de opwekking aan elkaar werden afgestemd door flexibiliteit in de opwek. Tegenwoordig is er een shift naar lokale opwek van elektriciteit via zon en wind, wat het netwerk extra uitdaagt. De opwek is nu afhankelijk van het weer en de vraag is sterk afhankelijk van het klimaat.

Hierdoor ontstaat het risico op netcongestie. Netcongestie is een verzamelnaam voor diverse capaciteitsproblemen in het elektriciteitsnet. Het kan optreden bij piekverbruik of bij tekort aan opwekcapaciteit. Om deze problemen te voorkomen, is er sprake van een actieagenda die gericht is op het verlagen van piekverbruik en het vergroten van flexibiliteit in het netwerk.

Warmtepompen als bron van flexibiliteit

Hoewel warmtepompen een constante belasting vormen, kunnen ze ook een bron van flexibiliteit zijn in het elektriciteitsnet. Dit is mogelijk doordat warmtepompen geschikt zijn voor ‘load shifting’, wat betekent dat ze hun werking tijdelijk kunnen verleggen naar momenten waarop het elektriciteitsverbruik laag is of het elektriciteitsaanbod hoog is. Hierbij kunnen warmtepompen bijvoorbeeld energie opslaan in de grond of in het warmtewerk van de woning. Dit zorgt voor een betere balans tussen aanbod en vraag in het net.

Bij warmtepompen met bodemenergie is deze flexibiliteit nog groter. Bodemenergie werkt op basis van diepe grondwarmte en heeft een hogere COP en SCOP dan ondiepe systemen. Hierdoor is het elektriciteitsverbruik lager en is de piekvraag kleiner. Bovendien is bodemenergie geschikt voor passieve koeling in de zomer, wat nauwelijks elektriciteit vraagt. Dit is een extra voordeel in het kader van de energietransitie.

Power-to-heat en thermische opslag

Een andere vorm van flexibiliteit is ‘power-to-heat’. Dit betekent dat overbodige elektriciteit kan worden omgezet in warmte en opgeslagen in de grond of in het warmtewerk van de woning. Dit is mogelijk bij warmtepompen met bodemenergie, die als thermische batterij kunnen fungeren. Door in momenten van elektriciteitsoverschot warmte op te wekken en op te slaan, kan het netwerk worden ontlast in piekmomenten.

Risico’s op overbelasting van het elektriciteitsnet

De keuze voor een warmtepomp met beta-factor 0,8 kan leiden tot een situatie waarin het elektriciteitsverbruik tijdelijk stijgt bij koude weersomstandigheden. Dit is het geval als het elektrische element van de warmtepomp inschakelt. Het elektrische element levert warmte met een COP van 1, wat minder efficiënt is dan de warmtepomp zelf. In een situatie waarin veel woningen zijn uitgerust met dergelijke warmtepompen, kan dit leiden tot een overbelasting van het elektriciteitsnet.

Deze overbelasting kan optreden in combinatie met andere piekbelastingen, zoals het gebruik van elektrische ovens en kookplaten rond etenstijd. In dit geval kan het elektriciteitsverbruik tijdelijk stijgen met meer dan 2 GigaW, wat vergelijkbaar is met de capaciteit van een elektriciteitscentrale. Dit is een aanzienlijke belasting voor het netwerk, vooral omdat Nederland plannen heeft om meerdere kolencentrales te sluiten.

Om te voorkomen dat het elektriciteitsnet wordt overbelast, is het belangrijk om flexibiliteitsmaatregelen in te zetten. Deze maatregelen kunnen gericht zijn op het verlagen van piekverbruik, zoals het aansturen van apparaten op tijden van lage vraag of het schakelen van apparaten tijdelijk uit. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren via slimme meters of via slimme verwarmingsinstallaties die automatisch reageren op de belasting van het net.

Conclusie

De overstap naar warmtepompen speelt een centrale rol in de energietransitie. Door het gebruik van warmtepompen wordt het elektriciteitsverbruik verplaatst van directe verwarming naar elektrische warmteopwekking, wat een bijdrage levert aan het verlagen van CO₂-uitstoot. Toch brengt deze overstap ook nieuwe uitdagingen met zich mee, vooral op het vlak van het elektriciteitsnetwerk. De keuze voor een warmtepomp met beta-factor 0,8 kan leiden tot een tijdelijke stijging van het elektriciteitsverbruik bij koude weersomstandigheden, wat een risico vormt op overbelasting van het netwerk.

Om deze uitdagingen aan te pakken is het belangrijk om flexibiliteitsmaatregelen in te zetten. Deze maatregelen kunnen gericht zijn op het verlagen van piekverbruik, zoals het aansturen van apparaten op tijden van lage vraag of het schakelen van apparaten tijdelijk uit. Ook kunnen warmtepompen met bodemenergie een rol spelen als oplossing, omdat ze een hogere efficiëntie hebben en geschikt zijn voor flexibiliteit in het netwerk.

De rol van het elektriciteitsnet in de energietransitie is dus niet alleen van belang voor de betrouwbaarheid van de elektriciteit, maar ook voor de duurzaamheid van de elektriciteitsopwekking. Door flexibiliteitsmaatregelen in te zetten en slimme technologieën te gebruiken, kan het netwerk worden ontlast in piekmomenten en kan de energietransitie worden voortgezet op een betrouwbare en duurzame manier.