De woningbouw aardgasvrij met 24 duurzame energiecentrales?

Hoeveel woningen kun je met een energiecentrale voorzien van elektriciteit voor de warmtepomp en hoeveel woningen kun je bedienen met de restwarmte van dezelfde centrale? Op die vraag probeer ik in dit blog een antwoord te geven.

Als consultant hou ik me bezig met de energietransitie in de woningbouw. Ons adviesbureau BDH ziet een grote rol weggelegd voor warmtepompen en lage temperatuur warmtenetten om zo tot een CO2-neutrale woningbouw te komen. Aardgasvrij is daarbij een belangrijk aspect. Onlangs werd ik door een discussie op Twitter getriggerd na te denken over de uitkoppeling van warmte bij energiecentrales.  Er moeten straks energiecentrales draaien om elektrische warmtepompen aan te drijven en het zou mooi zijn ook de restwarmte van die energiecentrales in te zetten voor verwarming van woningen. Al snel kwam de volgende vraag bij mij op:  Hoeveel woningen kun je met een energiecentrale voorzien van elektriciteit voor de warmtepomp en hoeveel woningen kun je bedienen met de restwarmte van dezelfde centrale? Ik maakte vervolgens de volgende ruwe berekening.

Warmtevraag van een gemiddelde woning en benodigd elektrisch vermogen voor de warmtepomp
Een redelijk geïsoleerde woning heeft op een koude winterdag circa 6 kWth nodig om een binnentemperatuur van 20°C te houden. De 6 kWth is een gemiddelde voor alle Nederlandse woningen en varieert enorm per woning.
Als we er vanuit gaan dat de woning op lage temperatuur (aanvoertemperatuur 35°C) verwarmd wordt, dan haalt een warmtepomp (mix van grondgebonden en buitenlucht warmtepompen) een COP van 3 op een koude winterdag. Gemiddeld heeft een woning met een warmtepomp dan 6/3 = 2 kWe nodig om de woning warm te houden.

Een moderne energiecentrale met lage temperatuur warmte-uitkoppeling
Een moderne gascentrale van ca. 600 MWe haalt een elektrische rendement van 60%. Stel dat nog circa 20% thermische energie op lage temperatuur (< 40°C) uit de centrale gehaald kan worden. De centrale levert dan 600 MWe en 200 MWth.

Per energiecentrale 330.000 woningen ’aardgasvrij’
De gelijktijdigheid van de warmtevraag voor ruimteverwarming van woningen met een warmtepomp en woningen met een aansluiting op een warmtenet ligt natuurlijk erg hoog, tegen de 100% aan.
Met de 600 MWe van de centrale (= 600.000 kWe) kunnen 600.000/2 = 300.000 woningen met een warmtepomp worden voorzien in hun warmtebehoefte op een koude winterdag.
Met de 200 MWth van de centrale (= 200.000 kWth) kunnen 200.000/6 = ca. 30.000 woningen met een laag temperatuur warmtenet op de centrale worden voorzien in hun warmtebehoefte.
Met een energiecentrale van 600 MWe kunnen dus circa 330.000 woningen van de gasaansluiting af.

Met 24 centrales de Nederlandse woningbouw aardgasvrij
Zou je de hele Nederlandse woningbouw op deze manier van het gas af halen, dan zijn circa 7.700.000 woningen/330.000 = 24 energiecentrales nodig.

Aardgasvrij is nog niet CO2-neutraal
Dat de woningen met deze aanpak aardgasvrij zijn betekent overigens nog niet dat de woningen ook CO2-neutraal zijn. Hiervoor dienen de energiecentrales CO2-neutraal gemaakt te worden. Bijvoorbeeld door gascentrales te voeden met duurzaam gas, zoals biogas, groen gas of duurzame waterstof.

Tekortkomingen van deze berekening
Bovenstaande benadering is natuurlijk wat kort door de bocht. Ik vergeet hierbij onder andere:

  • dat waarschijnlijk op dezelfde manier ook nog lage temperatuur restwarmte uit industriële processen gehaald kan worden
  • dat andere bronnen van warmte bruikbaar zijn voor warmtenetten (datacentra, geothermie)
  • dat de 60% elektrisch en 20% thermisch rendement van een energiecentrale wellicht te hoog is
  • dat ook voor andere zaken nog elektriciteit nodig is
  • dat woningen ook nog moeten worden voorzien van warm tapwater
  • dat de kansen en mogelijkheden om duurzaam gas direct in de woningbouw in te zetten niet zijn meegenomen
  • een economische onderbouwing.

Maar de benadering maakt wel de verhoudingen inzichtelijk en laat zien dat warmtepompen en warmtenetten prima hand in hand kunnen gaan.

Vragen of opmerkingen?
Mail me gerust op horstink@bdho.nl naar aanleiding van bovenstaande gedachtegang of als je andere vragen hebt over de verduurzaming van de woningbouw. Of kom naar de stand van Warmtepompstrategie op Vakbeurs Energie (03.B018), van 9 t/m 11 oktober in de Brabanthallen, Den Bosch. Ik help je graag verder.