Minder warmteverlies, meer mogelijkheden om bronnen van restwarmte aan te sluiten, en lagere aanlegkosten voor netuitbreidingen. Temperatuurverlaging in warmtenetten biedt veel voordelen. Het is een veelbelovende stap die wel zorgvuldig uitgevoerd moet worden.
Veel warmtenetten zijn Hoge Temperatuur netten
Veel bestaande warmtenetten hebben een aanvoertemperatuur tussen de 70 en 120 graden Celsius. Redenen hiervoor zijn divers, en zijn meestal gerelateerd aan de relatief hoge leveringstemperaturen van restwarmtebronnen, afvalcentrales en elektriciteitscentrales enerzijds en de historische vraag naar hoge temperaturen anderzijds. Daarnaast zijn ook het soort woningen en de mate van isolatie bepalend voor de benodigde temperatuur. Vandaag de dag zijn verreweg de meeste warmtenetten daarom zogeheten hoge temperatuur-(HT)netten.
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de gebruikelijke temperatuurniveaus in warmtenetten.
Temperatuurverlaging in warmtenetten
Een verlaging van de aanvoertemperatuur naar 70 graden Celsius of temperatuurverlaging in warmtenetten naar nog lagere temperaturen biedt een drietal grote voordelen.
1. Meer mogelijkheden met restwarmte
Allereerst vergroot een temperatuurverlaging in warmtenetten de mogelijkheid om veel meer bronnen van restwarmte aan te sluiten, die veelal warmte aanbieden op een lagere temperatuur. Denk bijvoorbeeld aan lokale restwarmte uit koelinstallaties en datacenters. Dit vergroot tegelijk de leveringszekerheid van het gehele systeem. Soms moet in deze gevallen de warmte uit deze bronnen nog wat in temperatuur worden verhoogd om bruikbaar te zijn. Voor het energiegebruik en de investeringskosten van de warmtepompen die dan nodig zijn, is het in die situatie zeer gunstig als de temperatuur in het warmtenet zo laag mogelijk is (bijvoorbeeld 50 – 70 graden Celsius).
2. Minder warmteverlies
Een tweede voordeel is dat het warmteverlies omlaag gaat. Warmtenetten kennen een aanzienlijk warmteverlies, dat bij sommige traditionele HT-netten zelfs kan oplopen tot 35 procent van de warmtevraag. Het ontwerp van het leidingnet en de dikte van de isolatie zijn hierbij van invloed, maar ook de aanvoer- en retourtemperaturen zijn belangrijke parameters. Hoe lager deze temperaturen, des te lager het warmteverlies. Een warmtenet dat nu draait op een temperatuurregime van 70 graden aanvoer en 40 graden retour, kan bij een regime van 40/25 het warmteverlies tot wel 50 procent verlagen.
3. Goedkoper in aanleg
Ten derde kunnen een MT- en LT-net goedkoper zijn in aanleg. Traditionele warmtenetten bestaan vaak uit stalen, aan elkaar gelaste, geïsoleerde buisdelen. Bij temperatuurverlaging in warmtenetten kun je volstaan met kunststof leidingen. Dit geldt zeker voor het laatste deel van een warmtenet waar individuele woningen een verbinding met een warmtenet hebben. Kunststof leidingen zijn veelal goedkoper in aanleg. Ook kan de dikte van de isolatie bij zeer lage temperaturen omlaag, wat nog eens extra kosten bespaart. Voor zeer lage temperaturen (15 graden) kan worden volstaan met ongeïsoleerde leidingen. De materiaalkosten gaan dan fors omlaag.
Voorwaarden
Tegenover deze voordelen van temperatuurverlaging in warmtenetten staat het feit dat vaak aanpassingen in de woning noodzakelijk zijn. De woningeigenaar zal bijvoorbeeld extra moeten isoleren. Daarbij zal ook de ventilatie moet worden verbeterd bij voorkeur in combinatie met warmteterugwinning. Ook neemt het verschil tussen aanvoer- en retourtemperatuur in het net af, waardoor grotere leidingdiameters nodig kunnen zijn of extra pompenergie nodig is om voldoende vermogen te kunnen leveren. Bij aanvoertemperaturen onder 60 graden Celsius is voor warmtapwater een extra voorziening nodig in de vorm van bij voorkeur een booster-warmtepomp om aan de eisen voor legionellapreventie te voldoen. Een aanbeveling hier aan de Rijksoverheid is om de bestaande legionellawetgeving kritisch te bekijken. In veel buurlanden is deze minder stringent. Bovendien zijn er alternatieven voor een minstens zo goede preventie.
Waterkwaliteit is aandachtspunt
Naast deze maatregelen bij de klant verdient ook het warmtenet zelf de nodige aandacht. Temperatuurverlaging in warmtenetten heeft gevolgen voor de hoeveelheid zuurstof die opgenomen kan zijn in het mediumwater. Dit mediumwater bevat kleine metaaldeeltjes. In combinatie met zuurstof kunnen die corrosie en afzetting veroorzaken. In de meeste netten wordt zuurstof preventief verwijderd en de pH nauwgezet gemonitord. Bij verlaging van de aanvoertemperatuur zijn maatregelen nodig om te voorkomen dat er corrosieproblemen kunnen ontstaan.
Eurowater: “Met de juiste voorzorgsmaatregelen is het prima mogelijk om de temperatuur van het water in warmtenetten te verlagen”, zegt Christian Broks, branchemanager bij Eurowater. Eurowater is expert op het gebied van waterbehandeling.
Christian Broks: “Een verlaging van 90 graden naar bijvoorbeeld 40 graden Celsius heeft met name gevolgen voor de hoeveelheid zuurstof die opgenomen kan zijn in het water. Die is afhankelijk van de druk en de temperatuur en verdrievoudigt bij een dergelijke daling van de temperatuur. Meer opgeloste zuurstof kan weer leiden tot corrosie van de stalen leidingen. Een membraanontgasser kan aan de suppletiezijde voorkomen dat er opgeloste zuurstof in het water komt. Tegelijkertijd kan een vacuümontgasser in deelstroom helpen om de hoeveelheid opgeloste zuurstof in het circuitwater te verlagen.”
“Om corrosie en bacteriologische activiteit te voorkomen is het tevens aan te raden om gebruik te maken van water waar de zouten uit zijn gehaald, oftewel demiwater. Zouten in het water versnellen het corrosieproces en dienen als voedingsbodem voor bacteriën. Met dit soort maatregelen is het heel goed mogelijk om de temperatuurverlaging in warmtenetten met behoud van waterkwaliteit door te voeren”, aldus Broks.
Overgang naar lagere temperatuur
Hoe kun je een overgang naar lagere temperatuur het beste uitvoeren? Het verlagen van de aanvoertemperatuur van bijvoorbeeld 90 naar 70 graden kan een eerste stap zijn. Je houdt een woning of gebouw vaak nog goed op deze temperatuur. Ook de voorziening van warm tapwater verloopt zonder problemen. Vaak zijn hiervoor beperkte aanpassingen nodig in de warmtewisselaar of warmteafgifteset. Het is ook noodzakelijk om de klantinstallatie goed waterzijdig in te regelen. Zonder onnodige verliezen wordt de warmte dan gelijkmatig over de gebruikers verdeeld.
Verdere temperatuurverlaging in warmtenetten
Een verdere verlaging kan vervolgens, afhankelijk van de afgiftesystemen, plaatsvinden in de woningen. In grote warmtenetten is het slim om gebruik te gaan maken van deelnetten. Deze deelnetten zijn hydraulisch gescheiden door een warmtewisselaar en kunnen daardoor grotendeels op een eigen temperatuur bedreven worden. Ook hier is waterbehandeling weer een aandachtspunt. Ook is het mogelijk om nieuwe warmtegebruikers aan te sluiten op de retourleiding in een HT-net. Zo kan in een traditioneel 90/70-net de warmte van 70 graden nogmaals worden benut en kunnen gebruikers een voor een worden aangesloten. Het is wel zaak te waken voor een toekomstige lock-in wanneer je de temperatuur van het HT-net wilt verlagen.
Veelbelovende stap
In het kort samengevat: het verlagen van temperaturen in warmtenetten is een veelbelovende stap die noodzakelijk is om bestaande warmtenetten geschikt te maken voor duurzame warmtelevering. Het is een proces dat zorgvuldig en stapsgewijs dient te worden uitgevoerd. Bij nieuwe netten kies je een zo laag mogelijke aanvoertemperatuur. Ter overbrugging kun je gedurende korte tijd een hogere temperatuur aanbieden. Dit stelt vastgoedeigenaren in de gelegenheid om hun gebouw aan te passen aan de toekomstige lage temperatuur.