Door ir. Henk BroekhuizenInstallect Advies, NijkerkTekstbewerking ing. Dick HavenaarVoorzitter redactieraad RCC koude & luchtbehandeling

De techniek van energieopslag in de bodem (WKo) neemt meer en meer een vlucht. in nederland zijn al meer dan 1200 systemen in bedrijf. er zijn verschillende systemen waarmee energie in de bodem kan worden opgeslagen. Zo is er de techniek van bodemlussen en worden zogenaamde openbronsystemen in doubletvorm (twee bronnen) als ook zogeheten monobronnen (één bron) toegepast. in dit artikel worden de gebiedsontwikkelingen met WKo besproken.

gebiedsontwikkeling en Wko

Systemen met WKO kunnen gemodel-leerd worden met het zogenaamde BOA-model. BOA staat hierbij voor Bron Omzetting Afgifte.

Het WKO of bronsysteem (Bron) dient als tijdelijk buffer voor energie. In de zomer wordt warmte in het grondwa-ter opgeslagen; het gebouw kan met de energie uit het grondwater worden gekoeld. De energie uit het grondwater wordt via een wisselaar in het ener-giecentrum overgedragen (Omzet-ting). Met transportleidingen kan de koude worden afgegeven (Afgifte) in het gebouw. In de winter wordt de opgeslagen warmte weer uit de bodem gehaald. Via de grondwaterwisse-laar en een warmtepomp wordt deze energie omgezet naar een bruikbare temperatuur (40-50°C). Via transport-leidingen wordt de warmte afgegeven in het gebouw.Systemen met WKO en warmtepom-pen zijn duurzaam, maar wel duurder dan de conventionele techniek. De meerkosten worden voor een groot deel bepaald door de kosten van het WKO-bronsysteem. Kleinere bronsys-temen zijn relatief duurder dan grote systemen. Het kan dus zinvol zijn te gaan werken met collectieve bronsys-temen.Vanuit die optiek wordt er bij gebieds-ontwikkeling vaak ingezet op deze optie. Het is echter zinvol een en ander breder te analyseren.

combinatie Kleine systemen met energieopslag zijn niet gemakkelijk rendabel te krij-gen. De overheid streeft ook naar zo Boa-constructie.

weinig mogelijk penetraties van de bodem.De kosten van bronsystemen nemen af met de grootte van het systeem (zie figuur 1.). Dit betekent echter niet dat grote systemen ook altijd het meest (kosten)effectief zijn. De kosten van een bronsysteem kun-nen wel goedkoper zijn, maar dit kan weer teniet gedaan worden door extra leidingwerk.Combinatie van systemen betekent vaak ook dat partijen met elkaar moeten afstemmen om tot een collectief systeem te komen. Plan-nen lopen vaak niet gelijktijdig en de vraag is hierbij wie dan de eigenaar van het collectieve systeem wordt. Als dit een derde (bijvoorbeeld een energiebedrijf) is, dan moet die eige-naar ook verdienen aan de exploi-tatie.Bij collectieve systemen moet er vaak voorgefinancierd worden omdat het totale plan niet in een keer gereali-seerd wordt. Energiebedrijven zijn vanwege de grote financiële risico’s met collectieve systemen terughou-dend in het werven van projecten met onduidelijkheid in fasering. Als plannen nog niet erg concreet zijn is het risicovol voorinvesteringen aan te gaan in bronsystemen. In derge-lijke gevallen kan vaak beter gekozen worden voor een fasegewijze bena-dering met goede regie voor opti-maal gebruik van de ondergrond.

18

RCC Koude & luchtbehandeling

GebiedsontwikkelinG en wko

APRIL 2011 104e Jaargang

Koude & luchtbehandeling RCC

GebiedsontwikkelinG en wko

Wettelijk kader Wko De WKO-systemen vallen onder de Waterwet. Bij het aanvragen van een Waterwetvergunning kan rekening ge-houden worden met de belangen in de omgeving en dus ook met bestaande systemen. De Waterwet is sinds 2009 in werking en wordt nog verder uitge-werkt in het Waterbesluit en een AMvB Bodem. Hierbij baseert men zich op het werk van de Taskforce WKO. Zij hebben een rapport uitgebracht met aanbevelingen voor betere wet- en regelgeving: ‘Groen licht voor bode-menergie’. Het rapport bepleit onder andere meer regie met betrekking tot het beheer van de verschillende func-ties van de ondergrond.Op 17 maart 2011 heeft minister Schultz van Haegen van Infrastructuur & Mi-lieu een ontwerpbesluit gestuurd over bodemenergiesystemen. De nieuwe regels moeten het makkelijker maken om opslag van warmte en koude in de bodem te realiseren. De inwerkingtre-ding is gepland voor juli 2012. Verschill met WKOende provincies werken in dat kader nu al met het instrument ‘masterplannen’.In masterplannen worden in een bepaalde regio de verschillende plan-nen voor WKO geïnventariseerd en worden de locaties voor bronposities zodanig vastgelegd dat optimaal ge-bruik van de bodem wordt bereikt. In de nieuwe wetgeving is de regie voor

de WKO voornamelijk een taak van de gemeentes. Zij kunnen het regisseren van WKO meenemen in complete gebiedgerichte ontwikkelingen.Het hoger gelegen doel is om zoveel mogelijk systemen met WKO mogelijk te maken en daarmee de duurzaam-heid te maximaliseren.

gebiedsontwikkeling met WkoEr zijn meerdere mogelijkheden om de WKO in drukke gebieden te regis-seren. Het navolgende is bedoeld en voldoende om inzicht te krijgen in de verschillende mogelijkheden.

Compleet individuele aanpakZie fi guur 2. Deze optie heeft de volgende kenmerken:• elke gebruiker heeft zijn eigen ener-

giesysteem met WKO; • hierdoor is elke gebruiker zelfstandig

en niet afhankelijk van derden;• er hoeft ook geen energiebemete-

ring toegepast te worden; • de bronkosten zijn relatief hoog in

vergelijking met een groot collectief systeem;

• de kosten voor terreinleidingen zul-len echter lager uitvallen;

• doordat elke gebruiker zijn eigen systeem heeft hoeft er niet voorge-fi nancierd te worden en is er geen risico op desinvestering;

• als de overheid een goede regie voert kan ongewenste interactie van de systemen onderling worden voorko-men. De provincies bewaakt dit via de vergunningverlening (Waterwet).

Collectief bronsysteem met eigen omzettingZie fguur 3.Deze optie heeft de volgende kenmerken:• geen eigen WKO-systeem, investe-

ring/beheer door derden;• interactie/afhankelijkheid van afne-

mers met elkaar;• verrekening nodig;• risico voorfi nanciering/overcapaci-

teit/desinvestering;• relatief lage kosten bronnen;

figuur 1. Bronkosten uitgezet tegen brondebiet (10 m³/h vertegenwoordigd ~100 kW koeling, ~kantoor van 2000 m2).

figuur 2, individuele systemen met WKo

19104e Jaargang APRIL 2011

20 APRIL 2011 104e Jaargang

RCC Koude & luchtbehandeling

GebiedsontwikkelinG en wko

SamenvattingIn bovenstaande tabel zijn de ken-merken van individuele en collectieve systemen weergegeven. Collectieve systemen genieten voorkeur als er dui-delijk collectieve voordelen zijn. Als die voordelen te behalen zijn, dan werken private partijen daaraan graag mee. Geforceerde collectieve systemen heb-ben een beduidend financieel risico voor de initiatiefnemers. Als individu-ele projecten met WKO ook haalbaar zijn, moet dit niet onmogelijk gemaakt worden. De overheid dient echter wel goed de regie te voeren om maximaal WKO mogelijk te maken.

Voorbeelden van gebiedsge-richte WkoIn Nederland zijn al veel WKO-sys-temen gerealiseerd. Daarbij zijn ook diverse systemen waarbij een gebied-gerichte benadering is toegepast.

individuele systemenBedrijventerrein Beukenhorst te Hoofddorp.De gemeente heeft hier de regie-functie gehad. Ze hebben een over-leg gepland met initiatiefnemers/ontwikkelaars en de provincie. Er is een masterplan opgesteld waarop de diverse projecten individueel WKO kunnen toepassen zonder el-kaar negatief te beïnvloeden. Op het terrein worden drie à vier doublet-ten toegepast en drie monobron-nen. De plannen van de diverse projecten waren redelijk concreet op het moment van overleg. Door goede afstemming van individuele systemen vooraf kan iedere partij hier met eigen tijdpad zijn project realiseren.Ontwikkelaars hebben moeite met het tijdstraject van het maken van een masterplan.

• extra kosten leidingwerk grondwa-tersysteem;

• mogelijk frustratie initiatieven eigen WKO;

• technisch complex, weinig ervaring in de markt.

Collectief bronsysteem en warmtepompZie figuur 4.Deze optie heeft de volgende ken-merken:• geen eigen WKO-systeem en

warmtepomp, investering/beheer door derden;

• interactie/afhankelijkheid van afnemers met elkaar;

• verrekening nodig;• risico voorfinanciering/

overcapaciteit/desinvestering;• relatief lage kosten bronnen;• beperkte bronleidingen;• extra kosten leidingwerk levering

warmte/koude (inclusief leidingverliezen);

• mogelijk frustratie initiatieven eigen WKO;

• geen individueel ruimtebeslag, wel collectieve ruimte nodig.

beperkt collectieve systemenDeze optie heeft de volgende kenmer-ken:• keuzevrijheid gebruikers;• kenmerken voor gebruiker

afhankelijk van gekozen systeem;• beperking risico desinvestering/

voorfinanciering;• goede regie ondergrond nodig.

figuur 3, collectief bronsysteem

figuur 4, collectieve bron en warmtepomp

tabel 1:positieve [+] en negatieve [-] kwalificeringen bij diver-

se aspecten van collectieve en individuele WKo-systemen.

21104e Jaargang APRIL 2011

Koude & luchtbehandeling RCC

GebiedsontwikkelinG en wko

Collectief bronsysteemWKO Oostpoort Amsterdam.Collectief grondwatersysteem: gepland 2x 230 m3/uur voor verschillende gebouwen en wooncomplexen. Gerealiseerd 1x 230 m3/uur. Investeer-der/initiatiefnemer het Stadsdeel Oost.Ervaring:• complex grondwatersysteem.

Forse problemen bij opstart en oplopen van kosten. Afstemming van grondwatersysteem op de aan-sluitingen in de gebouwen geeft beduidende problemen;

• er is weinig ervaring met deze variant. Daarbij is het moeilijk de regie te bewaken bij veel betrokken partijen en onduidelijke verant-woordelijkheden;

• in binnenstedelijk gebied zit veel

infra (leidingwerk en kabels) in de grond. Dat vraagt veel afstemming en geeft risico’s (kapot trekken ka-bels, beschadigen leidingen);

• het bouwprogramma stagneert. Naar alle waarschijnlijkheid wordt een tweede doubletsysteem niet meer gemaakt.

Dergelijke systemen zijn technisch mogelijk. Ze zijn echter niet standaard en vragen veel afstemming zowel technisch, economisch en organi-satorisch. Er is substantieel risico van desinvestering. WKO centrum Arnhem.De gemeente heeft hier initiatief ge-nomen tot ontwikkeling en realisatie van een collectief WKO-systeem. De kosten hiervan zijn behoorlijk hoog opgelopen. De bronsystemen zijn

reeds gerealiseerd zonder dat volledig zicht was op contracten met afnemers.Het systeem is inmiddels verkocht aan Hydreco (dochteronderneming van Brabant Water).Het systeem wordt nog maar beperkt benut. De exploitatie is discutabel.

Collectief bronsysteem en warmtepomp Oostelijke Handelskade Amsterdam.(info ontleend aan WKO-coördinator A’dam; Marlies Lambregts)

Kenmerken van het WKO-project:• meerdere ontwikkelaars;• eindgebruikers grotendeels onbe-

kend;• subsidie rijk en gemeente;• energieonderzoek voorafgaand

aan opstellen PvE;• grootschalige werkfuncties;• deels monumenten (fi nancieel

haalbaar), deels nieuwbouw;• programma zwaar vertraagd door

recessie.Eindresultaat/ervaring• gebiedssysteem energie-opslag; • gemeente-energiebedrijf exploi-

tant (NUON);• gebiedssysteem decentrale warm-

tepompen en piekketels (achteraf ingepast);

• per ontwikkelaar strijd en onder-handeling;

• vertraging in de bouwplanning;• grote veranderingen in warmte-

koudevraag. WKO Zernike Complex Groningen PZW.Collectief bronsysteem 235 m3/uur met meerdere warmtepompen en diverse (bestaande) bouwdelen aan-gesloten.Ervaring:• kosten transportleidingen vallen

tegen;• veel afstemming tussen energie-

centrale en installaties in gebou-wen nodig;

• vertraging in bouw en mutatie in warmte en koudevraag na op-dracht WKO. Daarmee opstartpro-blemen door beperkte vraag en worden beoogde besparingen niet direct gerealiseerd.

resultaat masterplan Beukenhorst Hoofddorp; Warme bronnen in de rode vlekken, koude in de blauwe.

polderweggebied amsterdam.

22 APRIL 2011 104e Jaargang

RCC Koude & luchtbehandeling

WKO Universiteit van Amsterdam FNWI gebouwen e.a.Collectieve energiecentrale 2 x 230 m3/uur met warmtepompen etc.Eén opdrachtgever. Duidelijk pro-gramma en vooraf committent over aansluitingen van diverse gebouwen.Ervaring:• veel afstemming tussen energie-

centrale en gebouwinstallaties no-dig. Dit heeft bij opstart problemen gegeven.

beperkt collectieve systemenLevenswetenschappen en FBOR Zernike complex.Twee gebouwen gebruiken gezamen-lijk de bronnen van een doubletsys-teem van 230 m3/uur, maar hebben hun eigen energiecentrale met grond-waterwisselaar en warmtepompen.De Rijksuniversiteit is opdrachtgever voor beide bouwdelen.Ervaring:• na opdracht nog veel mutatie in

vermogens en daarmee in capa-citeit van de WKO. Bij opdracht waren individuele bronsystemen per gebouw voorzien. Na opdracht is besloten tot collectief gebruik van een doubletbron. Mutaties na opdracht geven vaak veel discus-sie over geld. Afstemming tussen energiecentrale en gebouwinstal-latie vraagt veel aandacht.

Wko en brandblusfunctieSystemen voor energieopslag in de bo-dem zijn voorzien van hoogwaardige

WKo centrum

arnhem.

bronsystemen. Deze bronsystemen kunnen daarom ook prima ingezet worden om ook water te leveren voor de brandweer en sprinklerwatersup-pletie. Waterleverende bedrijven hebben geen plicht om gewenste bluswatercapaciteiten aan te bieden en mogen daar hoge kosten voor in rekening (gaan) brengen. Het plaatsen van grote voorraadtanks of kelders voor sprinklersuppletie kost veel geld en neemt veel kostbare ruimte in een binnenstad in beslag.Het toepassen van reeds geprojec-teerde bronnen is in dit kader een zeer duurzame oplossing. Het water wordt dan direct lokaal gewonnen. Drink-waterleidingen hoeven niet onnodig zwaar te worden uitgevoerdEen bronsysteem kan dienst doen voor de sprinklerwatervoorziening van meerdere gebouwen. In dat kader is het ook economisch interessant om deze optie in te zetten. Sinds april 2008 kunnen dergelijke systemen toege-past en gecertifi ceerd worden voor de meest gebruikelijk toepassingen (zoge-naamde N3-installaties). De Jaarbeurs Utrecht en RAI Amsterdam draaien al enige jaren met dergelijke installatie.

In principe kunnen alle bronnen van WKO ingezet worden voor een sprin-klerfunctie. De uitvoering een WKO-bronsysteem dient wel aangepast te worden om deze functie mogelijk te maken. Daarom dient deze optie wel tijdig in de planvorming te worden betrokken.

Bovengronds voorraadvat sprinkler.

ondergronds voorraadvat voor sprinkler.

Meer informatie:installect adviesampèrestraat 19c3861 nc nijkerkt: 033 – 2465858f: 033 – 2465857 e: info@installect.nli: www.installect.nl

GebiedsontwikkelinG en wko