Waarom bodemenergie?

Bodemenergie gaat hand in hand met energiebesparing, reductie van broeikasgasemissies (CO2-emissie) en daarmee aan het halen van de gestelde klimaatdoelstellingen. Op dit moment is op Europees niveau de ambitie ’20-20-20’ gedefinieerd, die in 2020 behaald moeten zijn:

De Nederlandse overheid heeft deze doelstelling vertaald in beleid dat moet leiden tot een 20% vermindering van de CO2 uitstoot, 14% duurzaam opgewekte energie en 2% energiebesparing (stand van zaken 2014).

Het verbruik van primaire energie voor verwarmen en koelen van gebouwen bedraagt circa 40% – 50% van het totaal, daarmee zijn op dat gebied grote winsten met betrekking tot energiebesparing te behalen. Omdat primaire energie (gas, kolen, wind, nucleair) geen warmte of koude is, is omzetting naar thermische energie nodig. Door een warmtepomp toe te passen zijn zeer grote besparingen bij de omzetting van primaire energie naar warmte en koude mogelijk.

Warmtepomp: omzetten primaire energie in warmte

Met een warmtepompsysteem wordt geen duurzame energie opgewekt, maar verbruik van primaire energie vermeden. Voor een elektrisch aangedreven warmtepomp geldt dan dat deze aangemerkt wordt als een duurzame energiebron wanneer het rendement zo hoog is dat daadwerkelijk op primaire energie wordt bespaard. Er moet dan een kleine hoeveelheid hulpenergie worden verbruikt om een grote hoeveelheid warmte (of koude) op te wekken.

Hoe hoog het rendement minimaal moet zijn hangt daarbij af van het opwekrendement van de energieopwekking (rendement kolencentrale, windmolen park, nucleaire energie of zon-PV bijvoorbeeld). De Europese Unie heeft dit vastgelegd in het RES directive (Renewable Energy Directive, 2009/28/EC) waarin is opgenomen dat een warmtepomp een seizoen rendement moet hebben groter dan 1,15 * 1/η. Hier is n het opwekrendement van de energie. Bij het huidige opwekrendement van elektriciteit in Nederland van ± 43% moet de SPF dan hoger zijn dan 2,7 om überhaupt aangemerkt te kunnen worden als een duurzame energietechniek.

Bodem is een gunstige bron

De warmtepomp zet de hulpenergie niet direct om in warmte maar gebruikt een kleine hoeveelheid hulpenergie om warmte van een lage temperatuur te verplaatsen naar een hoge temperatuur. In feite gebruikt de warmtepomp vrij beschikbare omgevingswarmte, die omgevingswarmte kan betrokken worden uit lucht, water of uit de bodem.

3. Jaarlijkse temperatuurgang op verschillende dieptes in de bodem
Figuur 1 Jaarlijkse temperatuurgang op verschillende dieptes in de bodem

 

In de bodem zijn de temperaturen, in vergelijking met lucht of oppervlakte, veel stabieler en daardoor gunstiger voor de warmtepomp. In de winter is het in de bodem relatief warm (wanneer verwarming geleverd moet worden) terwijl in de zomer (koudelevering) de bodem relatief koel is. In figuur 1 is de temperatuurloop over het jaar uitgezet, voor verschillende dieptes (gegevens klimaatstation de Bilt, gemiddelden 1981 – 2010). Op een diepte van 5 centimeter volgt de temperatuurgang nagenoeg de temperatuur van de buitenlucht, maar op een diepte van vijf meter is deze al nagenoeg uitgedempt. Op een diepte van 10 meter of meer is de bodemtemperatuur praktisch gesproken constant.

De bodem heeft nog een andere gunstige eigenschap: de warmte stroomt niet zo snel weg. Hierdoor kan de bodem gebruikt worden als opslagsysteem: de in de winter geproduceerde koude kan in de zomer gebruikt worden voor koeling. Dat is met name interessant wanneer het mogelijk is deze koude (of warmte) direct voor koeling te kunnen gebruiken, de zogenaamde passieve of vrije koeling (zonder inzet van de warmtepomp). In het Nederlandse klimaat en onder de Nederlandse regelgeving is vrije koeling wel, maar vrije verwarming niet, mogelijk.

EPC en kosteneffectiviteit EPC maatregelen

De EPC (Energie Prestatie Coëfficiënt) is een maat voor de energieprestatie van gebouwen. Sinds 1 juli 2012 zijn deze gekoppeld aan de NEN 7120 norm. De EPC is in de loop van de jaren steeds verder naar beneden bijgesteld (figuur 2), voor woningen van 1,4 in 1995 tot 0,6 in 2011. In 2015 isl de EPC tot 0,4 verlaagd.

Een lage EPC is gekoppeld aan een lage warmtebehoefte. Maar, door de steeds hogere isolatiewaarde en luchtdichtheid van de woning zal in de zomer een aanzienlijke koelbehoefte ontstaan. Wanneer er geen koelsysteem wordt toegepast wordt de koude behoefte met een forfaitair rendement (3.0 voor de koelmachine en 38% opwekrendement) omgerekend naar een potentieel energieverbruik. Dit geld nu zowel voor de woningbouw als voor de utiliteit.

4. Overzicht EPC eisen van 1995 tot 2011, voor diverse gebouwtypen
Figuur 2 Overzicht EPC eisen van 1995 tot 2011, voor diverse gebouwtypen
Sidebar