Gebouwgebonden: Isolatie | Bio-ketel | Elektrische ketel | Elektrische warmtepomp | Hybride warmtepomp | Infrarood panelen || Energiebronnen & -dragers: Aquathermie | Zonnewarmte | Aardwarmte | Warmte-Koude-Opslag (WKO) | Faseveranderingsmaterialen (PCM) | Groengas | Waterstof | Warmtekrachtkoppeling (WKK) | Restwarmte | Warmtenetten | Bio-energie voor collectieve verwarming || Overzicht
Wat is het?
Waar is het geschikt?
Hoe duurzaam is het?
Betrokken partijen
Stand van de techniek
Voorbeeldprojecten
Wat is het?
Door verbranding van vaste biomassa, zoals houtpellets en -snippers of biogas kun je warm water maken. Een blok- of stadsverwarmingsnet levert dit water aan gebouwen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Een collectief systeem heeft als voordeel vergeleken met individuele systemen dat het benodigde vermogen minder is dan je totaal in alle gebouwen apart zou opstellen. Dat komt omdat niet iedereen tegelijk het maximale vermogen nodig heeft.
De volgende installaties zijn mogelijk:
- Een centrale bioketel die via een (stads-)warmtenet en een afleverset warmte aan de gebouwen levert. Meestal is er voor de hele koude dagen (pieklast) en voor reservecapaciteit ook nog een (groen)gasketel nodig. Een bio-warmtekrachtinstallatie (WKK) kan naast warmte ook elektriciteit produceren. Een bio-WKK is wel duurder en complexer dan een bioketel die alleen warmte maakt.
- Een centrale bioketel die een kleiner aantal woningen, een straat of één blok van warmte voorziet. Dit wordt ook wel een ‘mini-grid’ genoemd. Een ‘mini-grid’ kan ook dienen als tijdelijke centrale, voordat het complete wijkwarmtenet wordt uitgerold of opgestart.
- Een gebouwgebonden bioketel, meestal een houtpellet- of houtsnippergestookte bioketel, die een appartementencomplex, flat of groot gebouw verwarmt. Bij flats kan een bioketel zo een bestaande blokverwarming op aardgas vervangen. Zie ook het onderdeel Bio-ketel.
- Een bioketel voor zwembaden, kantoren of andere utiliteitsbouw. Het gaat dan soms niet om een collectief systeem, maar het zijn meestal grote installaties die vergelijkbaar zijn met de installaties voor collectieve systemen.
- Een biogasinstallatie, zoals een gft (groente, fruit en tuinafval)- of mestvergister, die biogas produceert dat via een aparte leiding naar een ketel of warmtekrachtinstallatie gaat. Via een warmtenet gaat de warmte naar omliggende gebouwen. Biogas kan ook worden opgewerkt tot aardgas van huishoudkwaliteit, dan spreken we over groengas. Zie hiervoor het onderdeel Groengas.
Waar is het geschikt?
Bio-energie kan warmte leveren aan een bestaand warmtenet, of kan een bestaande blokverwarmingsketel vervangen. In een situatie waar nu individuele cv-ketels worden gebruikt, zal voor een collectieve installatie eerst een warmtenet moeten komen en moeten de gebouwen hierop worden aangesloten. Dit gebeurt in Nederland al in diverse wijken.
Bio-energie kan water met een hoge temperatuur leveren (90 °C of hoger). Hierdoor kunnen ook bestaande hogetemperatuurwarmtenetten worden aangesloten, eventueel voordat alle gebouwen al geïsoleerd zijn. Ook wordt dankzij de hoge temperatuur voldaan aan veiligheidseisen (denk aan de legionellabacterie) voor warm tapwater.
Bioketels worden ook gezien als ‘transitiebrandstof’, omdat ze nu de aanleg van nieuwe warmtenetten voor latere zonne- en aardwarmte mogelijk maken en dan als piekwarmtebron kunnen blijven fungeren. Ten slotte is er een nieuwe ontwikkeling waarbij de hogetemperatuurwarmte van een bioketel eerst wordt benut in bestaande gebouwen en daarna als lagetemperatuurwarmte naar – goed geïsoleerde – nieuwbouw stroomt.
Ook al voldoet een bioketel aan de Nederlandse emissienormen, toch is een gebouwgebonden bioketel op vaste biomassa niet altijd gewenst in dichtbebouwde omgeving en/of in een gebouwde omgeving met een kritische luchtkwaliteit. Rookgasreiniging die verder gaat dan wettelijk verplicht, biedt hier wel mogelijkheden. In alle overige situaties zijn een gebouwgebonden collectieve bioketel en een centrale bioketel zeker opties.
Hoe duurzaam is het?
Er zijn vaak veel vragen over de duurzaamheid van biomassa. De belangrijkste punten staan hier op een rij.
CO2-uitstoot bij winning en transport van biomassa
Ondanks CO2-uitstoot bij productie en transport van houtige biomassa, zelfs van overzee, is de totale CO2-emissie op zijn minst 70% lager dan bij verbranding van fossiele bronnen. Energieopwekking uit vaste- en gasvormige biomassa zorgt daarmee voor een fors lagere CO2-uitstoot dan energieopwekking uit fossiele bronnen.
CO2-uitstoot bij verbranding van biomassa
Het klopt dat bij de verbranding van biomassa CO2 vrijkomt, maar dat is CO2 die recent is vastgelegd in de biomassa en dus kortgeleden uit de lucht is gehaald. Dit wordt kortcyclisch genoemd, in tegenstelling tot CO2 die in een ver verleden is vastgelegd in fossiele bronnen. De CO2 uit biomassa wordt door de EU dan ook als CO2-neutraal gezien. Een toelichting hierop vind je in de volgende infographics die RVO heeft laten maken:
Duurzaamheid van biomassa
Een belangrijke voorwaarde voor de duurzame toepassing van resthout uit bos- en natuurterreinen is duurzaam beheer van die terreinen. Hier wordt rekening gehouden met sociale, ecologische én economische aspecten. Bij voorkeur zijn deze gecertificeerd met bijvoorbeeld een FSC- of PEFC-keurmerk voor duurzaam bosbeheer. Het Better Biomass-keurmerk houdt daarnaast ook rekening met de CO2-balans van het bos. Het Better Biomass-keurmerk (onderdeel van het ketencertificatiesysteem NTA 8080) voor houtpellets en -snippers geeft aan dat de hele keten voldoet aan de richtlijn en waarborgt de duurzaamheid van de gebruikte biomassa.
Voor de productie van biogas worden gft-afval, mest en andere biomassareststromen uit de agrarische of voedingsmiddelenindustrie gebruikt. Gft-afval, mest en andere plantaardige reststromen zijn zogenoemde biogene afvalstromen; het restproduct dat na vergisting overblijft (het digestaat) wordt meestal gebruikt als grondverbeteraar en/of meststof. De aanwezige nutriënten gaan dan ook niet verloren; het is een voorbeeld van een circulair proces.
Het Planbureau voor de leefomgeving (PBL) heeft alle argumenten voor- en tegen biomassa op een rij gezet in het rapport Beschikbaarheid van toepassingsmogelijkheden van duurzame biomassa.
Beschikbaarheid van biomassa
Uit onderzoek blijkt dat er de komende decennia voldoende biomassa beschikbaar is voor energiedoeleinden. Het PBL verwacht voor 2030 geen problemen en na 2030 een verschuiving van de inzet van resthout van bio-energie naar zogeheten biobased producten. Dit zijn producten gemaakt van bio-grondstoffen in plaats van fossiele bronnen. Daarnaast kan er meer biomassa uit resthout beschikbaar komen door onder andere efficiënter bos- en natuurbeheer en extra aanplant. Ook andere, nog onbenutte, laagwaardigere biomassastromen kunnen alsnog worden gebruikt. Er groeit momenteel meer biomassa dan dat er geoogst wordt in Nederland en de ons omringende landen.
Daarnaast denken sommige mensen dat er puur voor energiedoeleinden bos wordt gekapt. Dat komt zelden voor, omdat het hout voor energieproductie niet genoeg oplevert. De meeste biomassa gaat naar houtzagerijen voor hoogwaardigere producten zoals meubelen en bouwmateriaal, en naar de papierindustrie. Alleen de reststromen, zoals afvalhout uit houtzagerijen en top- en takhout uit bos-, natuur- en terreinbeheer, worden gebruikt voor bio-energie. Voor een langetermijnplanning van de bron van een warmtenet is het verstandig om te onderzoeken of ook andere warmtebronnen bruikbaar zijn. Op die manier is biomassa op termijn alleen nodig voor de piekvraag of kan helemaal worden vervangen. Biomassa voor bio-energie wordt dan ook gezien als een duurzame transitiebrandstof.
Wetgeving; emissienormen
Om de emissies van verontreinigende stoffen van bioketels naar de lucht tot een minimum te beperken, hanteert Nederland een van de strengste, maar haalbare emissie-eisen. Biomassa-installaties die aangevraagd zijn binnen de SDE+ regeling moeten voldoen aan de Nederlandse wetgeving zoals de Natuurbeschermingswet en wat betreft emissienormen aan het Activiteitenbesluit. Bioketels kleiner dan 500 kW moeten sinds 1 januari 2020 ook voldoen aan de zogenoemde Ecodesign-eisen.
Zonder aanvullende rookgasreiniging op de wettelijke emissie-eisen zijn de emissies van een vaste biomassagestookte ketel, zoals stof en stikstof (NOx) normaal gesproken hoger dan die van een aardgasgestookte ketel, maar vele malen lager dan van een open haard of houtkachel.
Collectieve bioketelinstallaties voldoen aan strengere emissienormen dan kleine stookinstallaties. Door de uitvoerige rookgasreiniging die nodig is bij collectieve bioketelinstallaties zijn er dan ook veel minder emissies dan wanneer ieder huishouden een eigen houtkachel of -ketel inzet voor woningverwarming.
Betrokken partijen
Eigenaren/bewoners
Een collectieve installatie betekent aansluiting op een warmtenet. Was er eerst een individuele cv-ketel in het gebouw, dan wordt die vervangen door een afleverset (die, zoals de naam al aangeeft, de warmte van het warmtenet aflevert aan het gebouw) en een aansluiting op het warmtenet. De woningeigenaar betaalt meestal een eenmalige bijdrage aansluitkosten (afgekort BAK) aan de warmteleverancier om aangesloten te worden. De eigenaar/bewoner gaat een leveringscontract aan met de warmteleverancier. Dit valt in de regel onder de Warmtewet.
Exploitant bioketel
De exploitatie van de bioketel wordt meestal overgelaten aan een bedrijf dat de expertise heeft om dat te doen. Dat kan een warmtebedrijf zijn, maar er zijn ook andere die grote of kleine installaties kunnen bouwen, beheren en onderhouden, zoals energiecorporaties, gemeenten en woningcorporaties.
Er is ruimte nodig voor het opstellen van de biomassa-installatie en het ketelhuis. Die nemen veel meer ruimte in beslag dan een gasketel. Een bioketel-installatie bestaat uit een ketelhuis, ketel, een biomassaopslag en warmwaterbuffer/boiler, pompgroep, rookgaskanaal en asafvoer. Anders dan bij aardgas moet de eigenaar/exploitant vaste biomassa met een vrachtwagen (of vrachtboot) aanvoeren en eventuele houtassen afvoeren. Dat kan in een woonomgeving tot overlast leiden.
Er zijn diverse vergunningen nodig. Voor een bioketel groter dan 130 kWth (kilowatt thermische energie) moet de eigenaar/exploitant een bouwvergunning aanvragen, tenzij hij een bestaand ketelhuis kan gebruiken. Naast een eventuele leidingtracévergunning voor het warmtenet is een milieuvergunning nodig voor installaties groter dan 15 MWth.
De productie van biogas gaat via een vergister. Daarvoor is een vergunning nodig. De vergister staat vaak bij de bron van de gebruikte reststroom. De ketel of warmtekrachtinstallatie die het biogas verbrandt staat in de wijk, zo dicht mogelijk bij de gebruikers. Ook daar is een gebouw en dus een bouwvergunning voor nodig. En voor het aanleggen van een biogasleiding moet een tracévergunning worden aangevraagd.
Exploitant warmtenet
Voor een warmtenet is een exploitant nodig. Dat kan dezelfde partij zijn die de bioketel in beheer heeft, maar het kan ook een andere partij zijn. Bij een enkel gebouw kan het ook de gebouwbeheerder zijn of de woningcorporatie. Voor de aanleg van een nieuw warmtenet zijn vergunningen nodig.
Gemeente
De gemeente speelt een belangrijke rol bij de vergunningverlening voor bioketelinstallaties. Collectieve ketelinstallaties vallen onder het Activiteitenbesluit en moeten voldoen aan de Nederlandse emissienormen. Daarnaast moet de gemeente een tracévergunning afgeven wanneer een warmtenet moet worden aangelegd. De gemeente zal bij een project met een bioketel rekening moeten houden met het draagvlak daarvoor binnen de gemeente.
Netbeheerder
Voor de netbeheerder verandert er weinig aan het elektriciteitsnet. Alleen als er behalve warmte ook elektriciteit wordt geproduceerd in een bio-warmtekrachtinstallatie, dan zal er een grote aansluiting moeten komen om de elektriciteit op te nemen in het net. Het gasnet kan eventueel worden verwijderd, behalve als er een gasketelinstallatie nodig is voor een piek- en back-upvraag.
Stand van de techniek
Huidige toepassing
Bioketels met bijbehorende rookgasreiniging zijn bewezen en beschikbare technieken. In Nederland zijn honderden bioketels operationeel, die voldoen aan de geldende Nederlandse emissienormen. In andere Europese landen zoals Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland en de Scandinavische landen is nog veel meer ervaring met houtstook. Ook vergisting van biomassa tot biogas is een bewezen en beschikbare techniek.
De afgelopen jaren is flink geïnvesteerd in de verdere ontwikkeling van verbeterde en betaalbare rookgasreiniging voor houtgestookte installaties. Dat komt omdat in Nederland de emissienormen steeds strenger worden. Bij vergisting zijn er ook diverse ontwikkelingen om het rendement te verbeteren en de kostprijs te verlagen.
Verwachte ontwikkelingen
Bio-energie wordt gezien als transitiebrandstof, dus een brandstof die dient als overgangsbrandstof naar alleen duurzame brandstoffen. Bio-energie is een van de alternatieven voor aardgas. Lokale afwegingen bepalen welk alternatief het meest voor de hand ligt. Bio-energie is een reële optie om op korte en middellange termijn aardgas te vervangen, op een zodanige schaal dat de klimaatdoelstellingen kunnen worden gehaald. Daarnaast wordt bio-energie gezien als een benodigde opmaat voor het realiseren van de circulaire economie. Daar wordt biomassa gebruikt voor de vervaardiging van hoogwaardige producten ter vervanging van fossiele grondstoffen. En ook hierin zal bio-energie na cascadering (oftewel je benut alle onderdelen uit de biomassa zo goed mogelijk) en bio-raffinage (technologieën om van biomassa bruikbare producten te maken) een belangrijke rol blijven spelen.
Voorbeeldprojecten
6. Voorbeeldprojecten
Voorbeelden van centrale biomassa-installaties voor stadsverwarming:
Houtstook
- Eneco BioWarmte Installatie Lage Weide, Utrecht (2 x 30 MW)
- Biowarmtecentrale de Purmer verwarmt het grootste deel van de stad dat aangesloten is op het warmtenet (4 x 11 MW)
- In Ede verwarmen drie biomassacentrales wijken, kantoren en industrie via het Groen Warmtenet Ede (3 x 2 MW). Een van hen werd bezocht door de Task Force Warmte. Er was ook een online kennissessie.
- In Eindhoven verwarmen biomassacentrales op het bedrijventerrein Strijp T en in de wijk Meerhoven woningen en bedrijven.
- In Zevenaar verwarmt een biomassacentrale van Essent de huizen van een aangrenzende nieuwbouwijk.
- Verdere Duitse voorbeelden worden gegeven in de opgenomen online-kennissessie “Lokale verwarming met biomassa” van döpik.
Biogas
- In Apeldoorn voorziet Ennatuurlijk de woonwijk Zuidbroek voorzien van restwarmte uit een rioolwaterzuiveringsistallatie, aangevuld met warmte uit biomassa. In de informatiebrochure van Essent vind je meer informatie over dit project.
- In Noord-Deurningen zal in de toekomst een wijk van biogas worden voorzien. De task force heeft tijdens een excursie de geplande BiogasHUB bezocht.
- In Bocholt voorziet de biogasinstallatie van de Wolbring-boerderij een warmtenet.
- In Reken moet het warmtenet op biogas worden uitgebreid tot een WarmteHUB.