Pompen of verzuipen?

Een warmtepomp ‘pompt’ warmte van waar-die-is naar waar-die-moet-zijn. Verwarmen of koelen met ‘gratis’ omgevingswarmte met een zéér hoog rendement op (duurzame) elektriciteit. Dat de warmtepomp een belangrijk antwoord is op de klimaatverandering is onbetwist, maar er is ook discussie.

Rutger Bregman vraagt in zijn boek ‘Het water komt’ of “het water (moet) oprukken tot de Veluwe voordat we stoppen met gemiep over dure warmtepompen”. Volgens het Warmtepomp Trendrapport 2020 uit januari jl. varieert de groeiverwachting onder installateurs enorm. Wat zijn de vragen waarop de branche en beleidsmakers antwoorden zoeken voor verdere groei?

Her-verdienen

Duurzaamheid is een belangrijke drijfveer geweest voor de eigenaren van de inmiddels ruim 200.000 warmtepompen in Nederland. Het marktaandeel is nu 10%. En er is een groei van gemiddeld 50% per jaar door groei van de bouw maar vooral door effectief duurzaamheidsbeleid. De huidige klanten zijn echter prijsbewuster dan de ‘early adopters’. Ook is de maatschappij kritischer geworden op mogelijke bijeffecten van warmtepompen, zoals geluidsoverlast of bodemschade.
De branche moet zijn ‘license-to-grow’ steeds her-verdienen. In dit artikel de maatschappelijke vragen waarop de keten én beleidsmakers overtuigende antwoorden zoeken zodat de warmtepomp zijn rol in de energietransitie kan blijven vervullen. Die vragen gaan over de bronnen , de ‘aanslag’ op het elektriciteitsnet en over de maatschappelijke kosten en baten van ‘de grote verbouwing’.

Bronnen

Een warmtepomp haalt ‘gratis’ omgevingswarmte op van de zon met een zonnecollector, uit buiten- of ventilatielucht of uit de bodem, grond- of oppervlaktewater. Water als bron, bijvoorbeeld door een bodemwarmtewisselaar of een WKO-installatie, heeft van alle bronnen gemiddeld het hoogste rendement. Deze bron heeft in de winter een relatief hoge temperatuur. Wegens de bodemboring wordt de techniek het meest toegepast in nieuwbouw maar door ‘schoon boren’ leent het zich ook uitstekend voor bestaande bouw.
Koelen is vanuit comfort én gezondheid een steeds belangrijkere functie vanwege de warmere zomers. Zomerwarmte kan worden ‘geladen’ door warmte uit koeling of door aquathermie uit oppervlaktewater. De zomerwarmte wordt dan seizoensmatig opgeslagen in de bodem en zo ontstaat een efficiënte warmte/koude-batterij.

Milieu en omgeving

De buitenunit van een lucht-warmtepomp heeft een ventilator die geluid maakt. Dat heeft geleid tot zorgen over mogelijke overlast die de landelijke politiek bereikten. Het geluidsvermogen – meting ín de ventilator – van buitenunits is genormeerd op 65 dB(A) voor kleine en 70 dB(A) voor grote warmtepompen volgens NEN-12102-1. Samen met de keten is door de overheid gewerkt aan regelgeving die de geluidsdruk – meting op zekere afstand van de buitenunit – op de perceelsgrens maximeert op 40 dB(A). Dit is vergelijkbaar met een rustige woonkamer. De nieuwe regelgeving gaat per 1 januari 2021 in en beschermt omwonenden én daagt fabrikanten uit stille apparaten te maken. Vooral verleidt het installateurs tot ‘akoestisch slimme’ opstellingen.
Zonnepanelen en (grond)waterbronnen zijn per definitie stil en hebben op dit punt een streepje voor. Voor een bodembron van een water-warmtepomp is een bodemboring nodig om een bodemlus in te brengen of om grondwater te kunnen verpompen. Voor aanleg en onderhoud moet een bedrijf gecertificeerd zijn en bevoegde gezagen zien er scherp op toe dat ‘hun’ bodem wordt beschermd. Ook voor het installeren van een bodem-gekoppelde warmtepomp is een certificaat verplicht. Tot slot werken huidige warmtepompen op koudemiddelen (f-gassen) met een relatief groot broeikaseffect (GWP). De monteur moet een f-gassen diploma hebben en de onderneming moet gecertificeerd zijn. De terugfasering van f-gassen daagt de branche uit om meer laag-GWP koudemiddelen te gaan gebruiken.

Juiste keuze

De installateur-ontwerper is cruciaal in de keuze van de juiste warmtepomp. Er zijn geen slechte warmtepompen, wel slechte keuzes. Kritiek op een slecht werkende warmtepomp komt vaak door een verkeerd gekozen warmtepomp. Hierdoor is het oncomfortabel óf is de elektriciteitsrekening alsnog hoog wegens ‘elektrische bijstook’. Installateurs kunnen vakkundig worden (bij-)geschoold, bijvoorbeeld bij opleidingscentra aangesloten bij de Green Deal decentrale duurzame warmte- en koudetechnieken.

Elektriciteit en CO2-reductie

Een warmtepomp gebruikt elektriciteit om de brontemperatuur op niveau te brengen voor verwarming van ruimte (35-45 °C) of warm tapwater (55-60 °C). De netto CO2-emissiebesparing hangt af van het rendement van de warmtepomp – in de regel tussen de 250-600% afhankelijk van de bron en afgiftetemperatuur – en van het rendement van opwekking van die elektriciteit. Dat laatste wordt uitgedrukt als de primaire energie factor (PEF). De PEF wordt in de NTA8800 rekenmethode gebruikt voor de bijdrage van de warmtepomp aan de energieprestatie van een gebouw (EPG). In het bouwbesluit wordt de PEF binnenkort geactualiseerd, voor het eerst sinds 2005 (!). Hierdoor wordt verder elektrificeren gestimuleerd. Maar door groei van decentrale elektriciteitsopwekking en groei van bv. elektrische auto’s en warmtepompen, ontstaat capaciteitsgebrek in het elektriciteitsnet. We hebben slimme oplossingen (‘smart-grid’) oplossingen nodig om netverzwaring betaalbaar te houden. De warmtepompenbranche werkt met netbeheerders in het Flexible Alliance Network samen aan groeiscenario’s en communicatie-protocollen tussen warmtepompen en het net. Via ‘mass-customization’ is standaardisatie van ICT met ruimte voor maatwerk voor specifieke warmtepomp-oplossingen mogelijk. De besturing van de warmtepomp ligt dan niet geheel in handen van het net.

Kosten-baten en innovaties

In de verplichte aardgasloze nieuwbouw kan de warmtepomp economisch prima concurreren. In bestaande bouw is er nog een onrendabele top waarvoor de ISDE-regeling zal worden verlengd vanaf 2021. Er is nog wel een marktdefect bij warmtepompen groter dan 70 kW. Deze vallen buiten subsidieregelingen terwijl concurrerende technieken bij grotere vermogens verder gaan in de SDE++-regeling. Omdat het logisch is om gebouwen op 20 °C te verwarmen met een lage-temperatuurverwarming zijn lage temperatuur-thermische smart grids met individuele warmtepompen of een grotere collectieve warmtepomp in opkomst, bijvoorbeeld het Mijnwater project en het ‘warmtepompnet’ concept. In combinaties van lage-temperatuurnetten met WKO-seizoensopslag kan een nóg hoger seizoenrendement worden behaald.
Er zijn veelbelovende technische ontwikkelingen rond magneto-calorische en thermo-akoestische warmtepompen met potentieel een nog hoger rendement. Introductie op de markt zal nog wel even duren, maar het huidige dominante ontwerp, de compressie-warmtepomp, heeft een zeer kosteneffectief rendement en kan dan ook verantwoord worden opgeschaald.

Klimaatdoelen

De marktontwikkeling van warmtepompen gaat gestaag door. De branche weet, samen met haar ketenpartners, passende en steeds meer integrale oplossingen te bedenken. Als Corona geen spaak in de wielen steekt, zullen wij – installateurs en leveranciers – ‘gewoon onze’ 50% van de klimaatdoelen voor 2030 voor de gebouwde omgeving invullen 

Auteur: Frank Agterberg, voorzitter BodemenergieNL en voorzitter Vereniging Warmtepompen.