Duurzaam warmtapwater

Netcongestie is er op verschillende netvlakken (hoog-, midden en laagspanning), zowel in de winter als in de zomer en heeft verschillende oorzaken. Wanneer we focussen op bestaande wijken, zijn de toegenomen elektriciteitsvraag van warmtepompen (winter), elektrische auto’s (hele jaar) én de toegenomen productie van zonnepanelen (zomer) de belangrijkste oorzaken dat de bestaande laagspanningsnetten tegen grenzen aanlopen. Bij het uitbreiden van de capaciteit van de wijktrafo en/of het niet kunnen aansluiten van (nieuwbouw)wijken liggen vaker ook problemen van hogere netvlakken ten grondslag aan netcongestie.
Het effect van duurzaam warmtapwater op netcongestie:
• Verlagen winterpiek door lagere gelijktijdigheid, beter functioneren warmtepomp en verschuiven vraag naar volledig buiten de piek.
• Vraagcreatie gedurende piekproductie zonnepanelen.
• Verhogen zelf-consumptie van elektriciteit naar 90%.
Zelfs als een individuele woning de aansluitwaarde niet verandert, verlaagt duurzaam warmtapwater het wijkvermogen met 30-40% per 100 woningen.

Hoe kan douche-energie zoveel effect hebben?
Dertig jaar terug was slechts 6% van de warmte-energiebehoefte voor douchen. Door na-isolatie en hoogkwalitatieve nieuwbouw is het aandeel warmtapwater in de gemiddelde woning nu 26% en in nieuwbouw al steeds vaker meer dan 50%. Bij toepassen van de hybride warmtepomp stijgt het aandeel warmtapwater in de gasvraag naar 60-80%. DoucheWTW vermindert de tapwater-energiebehoefte met 50%. Dat is 12-25% van de totale warmtebehoefte en 30-40% van de gasvraag bij hybride warmtepompen.
Het verminderen van de douche-energievraag met 50% verlaagt direct de energierekening en de druk op het elektriciteitsnet. Het effect is echter breder, hieronder wat voorbeelden:
a. Warmtapwater heeft een hoge temperatuur (>55℃). Op hogere temperaturen hebben warmtepompen een lagere COP. Verminderen van deze vraag verhoogt de gemiddelde COP van een warmtepomp.
b. Het maken van douchewater vraagt (kort) een hoog vermogen. Hoog vermogen warmtepompen zijn kostbaar. Daarom wordt een warmtepomp gecombineerd met een tapwatervoorraad of een CV-ketel (hybride). Voorraadvaten kosten ruimte, wat in bestaande bouw de stap naar all-electric soms in de weg staat.
c. Warmtapwater kent naast opwekverliezen (CV-ketel/warmtepomp) ook stilstandsverliezen en leidingverliezen. Aandacht voor de installatie opstelling reduceert deze verliezen. Voor utiliteitsgebouwen is deze verliespost regelmatig groter dan de tapwatervraag.

Wat zijn de verduurzamingsmogelijkheden van tapwater?
De kansen voor duurzaam warmtapwater om bij te dragen aan een lagere netbelasting liggen zowel in vraagvermindering als in opslagkeuzes.
a. 30-60% Besparing op de douche energievraag met doucheWTW, warmtewisselaars die de warmte uit het wegstromende douchewater halen. Er zijn doucheWTW’s voor woningen, appartementen, badkamerrenovaties en retrofit ontwikkeld. Ook voor utiliteit zijn er oplossingen. Hiermee vermindert de netbelasting en vergroot de flexibiliteit.
b. Beter laten werken van warmtepompen met hoogwaardige voorraadvaten. Minder verliezen door isolatie en minder doorvoeren én een betere gelaagdheid laten warmtepompen tot 25% beter werken.
c. Meer duurzame elektriciteit direct in de woning gebruiken met warmwateraccu’s (<2% verlies per dag). Een warmwateraccu slaat warmte voor meerdere dagen efficiënt op en overbrugt zo periodes dat de zon even minder schijnt. Veilig en zonder geopolitieke materialen. Verlaagt zowel de zomer- als winterpiek.

Wat is het effect in nieuwbouw?
In nieuwbouw wordt tapwater meestal opgewarmd met warmtepompen. Omdat we het piekvermogen laag willen houden, vult de warmtepomp een tapwater voorraadvat. Bij gemiddeld douchegedrag en een gezin van 3 personen wordt dagelijks een 300L vat opgewarmd. Met een 6kWth warmtepomp kost dit ca. 1,25uur. In koude periodes, als de COP van de warmtepomp al lager is, is er dus ook minder tijd voor verwarming waardoor de bij-verwarmer bijspringt.
Energiebehoefte-reductie van warmtapwater met doucheWTW verlaagt dus de laadtijd voor warmtapwater, het risico op bijstook én verhoogt zo de COP van de warmtepomp en de flexibiliteit.
Ook het juiste ‘voorraadvat’ verlaagt de druk op het elektriciteitsnet. Kies een vat met weinig verliezen (hoog label en minimale aantal spiraalingangen) en een goede gelaagdheid, zodat uw warmtepomp optimaal werkt. Ook dat verlaagt de druk op het elektriciteitsnet.
In geval dat de warmtevraag zo laag is dat een warmtepomp niet rendabel is, biedt de warmwateraccu de mogelijkheid om de piekwarmtevraag te voorkomen.
Voordeel van nieuwbouw is dat het elektriciteitsnet in de wijk al wel ontworpen is op volledig elektrische woningen.

Warmtapwater in bestaande bouw
In de bestaande bouw is het elektriciteitsnet de laatste 60 jaar ontworpen om samen te werken met het gasnet. Ook is de diversiteit groot in zowel installaties, schilkwaliteit als netconfiguratie. Waar de schilkwaliteit van woningen nog continu verbetert in renovaties, wordt de warmtapwater vraag belangrijker. Veel bewoners en gebouweigenaren zijn zich nog niet bewust van de mogelijkheden van duurzaam warmtapwater om energiekosten en netproblemen te voorkomen.
Natuurlijke momenten voor het denken aan verduurzamen van tapwater zijn:
a) Woningplan, bijvoorbeeld bij een renovatieplan bij verhuizing. Het moment om verschillende opties technisch, energetisch en economisch met elkaar te vergelijken.
b) Badkamervervanging. Dit is nog niet een bekend moment waardoor de kans regelmatig wordt gemist. Wanneer in het woningplan een paragraaf is opgenomen, is de kans groter dat bewoners de besparingsoptie meenemen.
c) Op het moment dat zonnepanelen veel terugleveren aan het net en extra betaling bij het energiebedrijf voorzien zijn. Warmwateropslag verhoogt dan het aandeel zelf-gebruikte stroom én ontlast direct het elektriciteitsnet.
d) Op het moment dat zonnepanelen regelmatig afschakelen door lokale netproblemen. Warmwateropslag verhoogt de vraag op de juiste momenten, waardoor zonnepanelen niet afgeschakeld hoeven te worden.
e) CV-ketel vervanging bij een hybride warmtepomp. Wanneer de CV-ketel van de hybride-warmtepomp stuk gaat is het goed de resterende gasvraag te onderzoeken. Hoe is de verhouding warmwater-ruimteverwarming nu en zijn er plannen voor verandering (isolatie/ doucheWTW / elektrisch koken). Mogelijk is warmwater opslag, in combinatie met doucheWTW, een goed alternatief geworden voor de CV-ketel. Dat bespaart €300 vastrecht per jaar.
f) Capaciteitsproblemen van elektrische boilers of bij vervangen van nog aanwezige gasgeisers 

Auteur: Margot van Gastel, vereniging Duurzaam Tapwater Nederland, lid van NVI-GO.