Warmtepompen

Dit was voor Merosch aanleiding om op eigen initiatief een onafhankelijk onderzoek uit te voeren. Uit praktijkgegevens van gerealiseerde projecten blijkt dat de netbelasting van één individuele warmtepomp aanzienlijk lager is dan beleidsmakers nu veronderstellen. Bij een netbewuste inpassing, waarbij een warmtepomp zo ontworpen en ingeregeld wordt dat de belasting op het elektriciteitsnet wordt geminimaliseerd, kan de netbelasting zelfs beperkt blijven tot minder dan 1 kW. Dit is een factor 6 verschil met de huidige kengetallen.

Netbelasting
Om te bepalen of deze lagere netbelasting ook moet leiden tot een herpositionering van individuele warmtepompen in de warmtetransitie, hebben wij een vergelijking gemaakt met de netbelasting van warmtenetten met een centrale warmtepomp. Uit meetgegevens en modelberekeningen blijkt dat de netbelasting van individuele warmtepompen op wijkniveau verglijkbaar of zelfs lager is dan de netbelasting van collectieve systemen. Dit komt doordat er geen verschil zit tussen de twee alternatieven in het benodigde verwarmingsvermogen en de gelijktijdigheid hiervan. Bij warmtenetten is er daarnaast vermogen nodig om de warmte in de wijk rond te pompen, terwijl ook warmteverliezen resulteren in een hogere netbelasting.

Rem
Wel is het zo dat individuele warmtepompen achter de meterkasten van huishoudens worden geplaatst. Het laagspanningsnet in de wijk moet dus in staat zijn om het extra benodigde vermogen voor de warmtepompen te leveren. Dit resulteert echter zelden of nooit in hogere maatschappelijke kosten. Vanwege de ontwikkelingen op het gebied van elektrisch rijden en PV op daken, moet het laagspanningsnet in veel gevallen sowieso al verzwaard worden. De veronderstelde hoge maatschappelijke kosten voor netverzwaring, die in de praktijk dus lager uitvallen, resulteren in verkeerde keuzes en zetten een sterke rem op de warmtetransitie in de gebouwde omgeving.

Elektrisch element
Dat de netbelasting van individuele warmtepompen in de praktijk al lager uitvalt, neemt niet weg dat er meer aandacht moet komen voor de netbewuste inpassing van individuele warmtepompen. Momenteel worden warmtepompen nog vaak uitgevoerd met een elektrisch bijverwarmingselement. Dit element zet elektriciteit een-op-een om in warmte, en heeft daarmee een veel lagere efficiëntie dan de compressor van de warmtepomp. Op het moment dat het elektrische bijverwarmingselement wordt ingeschakeld om ruimteverwarming of warm tapwater te leveren, heeft dit aanzienlijke consequenties voor de netbelasting van warmtepompen. Bij een warmtepomp met een bèta-factor van 0,7 (aandeel vermogen compressor in totale vermogensvraag), neemt het benodigde vermogen tot met een factor 3 toe. Wij roepen de warmtepompleveranciers daarom op om zich te richten op de ontwikkeling van warmtepompen die geen elektrisch element meer hebben. Verschillende leveranciers bewijzen al dat dit mogelijk is, aangezien zij al productlijnen op de markt hebben waarbij dit het geval is.

Bufferwerking
Daarnaast is er nog veel winst te behalen in het netbewust inregelen en sturen van individuele warmtepompen. Bij netbewuste inpassing wordt het voorraadvat voor warm tapwater in een warmtepomp op temperatuur gebracht tijdens momenten die voor de netcongestie gunstig zijn. Dit kan bijvoorbeeld tijdens de nacht zijn wanneer de overige elektriciteitsvraag beperkt is of op momenten van een overschot aan opwek van PV op dak. Door de vermogensvraag voor warm tapwater naar buiten de ochtend- en avondpieken te verplaatsen, wordt het elektriciteitsnet aanzienlijk ontlast. Daarnaast kan ook de woning zelf als buffer worden benut. Door warmte met vloerverwarming op te slaan, kan de verwarmingsvraag worden verschoven in de tijd zonder dat dit ten koste gaat van het comfort van bewoners.

Integrale aanpak
Om de volledige flexibiliteit die warmtepompen bieden te kunnen benutten, is een integrale aanpak vereist waarbij naast het moment van de vermogensvraag van de warmtepomp ook het moment van de vermogensvraag van bijvoorbeeld laadpalen en de opwek van PV op daken worden meegenomen. Bij een integrale beschouwing en afstemming van deze vraag en aanbod, kunnen de pieken en dalen worden voorkomen en kan gestuurd worden op welke momenten de pieken en dalen op het net voorkomen.

‘Slim’ maken
Met de huidige warmtepompen kan technisch gezien al veel. De warmtepompen zijn in staat om via externe signalen aangestuurd te worden. Dit betekent echter niet dat huidige warmtepompen daadwerkelijk ‘slim’ zijn. Er kunnen namelijk nog geen signalen teruggekoppeld worden. De warmtepompen kunnen bijvoorbeeld wel worden aangestuurd om het voorraadvat voor warm tapwater te gaan laden bij lage energieprijzen, maar de warmtepompen kunnen niet terugkoppelen hoeveel warmte nog kan worden opgeslagen. Hierdoor worden kansen om energievraag en -aanbod op elkaar af te stemmen nog niet volledig benut. Verschillende fabrikanten hebben al wel eigen protocollen die dit mogelijk maken, maar deze zijn veelal enkel in staat om met het eigen energiemanagementsysteem te communiceren. Wij roepen de warmtepompleveranciers daarom op om met een open, standaard en toegankelijk protocol te komen. Momenteel worden hier, onder aanvoering van TNO, al de eerste stappen in gezet.

Geldprikkels
Daarnaast is er behoefte aan financiële prikkels voor consumenten. Uit de succesvolle invoering van het nachtstroomtarief in vorige eeuw blijkt dat het financieel belonen van consumenten een effectief middel is om de vermogensvraag in de tijd te verschuiven. Op dit moment is het bij verschillende warmtepompen al mogelijk om te sturen op de dynamische elektriciteitsprijs. Door het energiegebruik van de warmtepomp te verplaatsen naar momenten wanneer de prijs laag is, is er nu al een financieel voordeel van €100,- tot €200,- per jaar mogelijk. Deze wijze van sturing is in de meeste gevallen ook gunstig voor het reduceren van netbelasting (0,5 tot 1 kWe op woningniveau), aangezien de elektriciteitsprijs vaak laag is op momenten met een lage vraag. Een lage elektriciteitsprijs draagt echter niet altijd bij aan het voorkomen van (lokale) netcongestie. Het is daarom wenselijk om hiernaast een extra financiële stimulans te introduceren. Dit kan bijvoorbeeld met (lokale) dynamische capaciteitstarieven. De netwerkkosten die consumenten en bedrijven betalen zijn dan afhankelijk van de vermogens die op verschillende uren gevraagd worden.

Conclusie
Kortom, de netbelasting van individuele warmtepompen is aanzienlijk lager dan waar beleidsmakers momenteel van uitgaan. Bij een netbewuste inpassing kan de netbelasting zelfs nog verder omlaag worden gebracht. Het benutten van het potentieel aan flexibiliteit van individuele warmtepompen scheelt volgens Tennet 3 tot 5 gascentrales. Deze inzichten vragen daarom om een herpositionering van individuele warmtepompen binnen de warmtetransitie. Het huidige beeld dat individuele warmtepompen leiden tot een hogere netbelasting en dus hogere maatschappelijke kosten is onterecht en heeft verkeerde keuzes in de warmtetransitie tot gevolg. Het individuele warmtepompspoor heeft meer draagvlak, is veelal goedkoper en gaat nu al aanzienlijk sneller. Vanuit de verwachting dat slechts 20 % van de woningen aangesloten zal worden op warmtenetten, roepen we beleidsmakers op om zich niet blind te staren op warmtenetten en meer aandacht te geven aan de netbewuste inpassing van het individuele spoor 

Auteur: Ronald Schilt, directeur Merosch