Aquathermie

• een bron: thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), drinkwater (TED) of afvalwater (TEA); 
• een warmtenet: om het water naar de woningen te leiden;
• een warmtepomp: de warmte uit aquathermie wordt (indien nodig) met een warmtepomp verder opgewarmd. Dit kan met een collectieve warmtepomp of een individuele warmtepomp.

De warmte uit aquathermie loopt via een warmtenet naar gebouwen. Een collectieve warmtepomp verwarmt het water tot een temperatuur die geschikt is voor ruimteverwarming of voor warm tapwater. Er zijn aquathermieprojecten met individuele warmtepompen. Water stroomt dan via een bronnet met een zeerlagetemperatuur (10-20 °C) naar de woningen. Elke woning heeft een eigen warmtepomp die het water verwarmt tot een geschikte temperatuur voor ruimteverwarming.

Aquathermie is een duurzame hernieuwbare energiebron, veroorzaakt geen CO2-uitstoot en wordt (in)direct door de zon en de omgeving opgewarmd. De elektriciteit die nodig is voor de aansturing van de warmtepomp komt in de toekomst steeds vaker van duurzame bronnen.

Thermische Energie uit Oppervlaktewater (TEO)

Bij warmte uit oppervlaktewater haal je warmte of koude uit het oppervlaktewater met een warmtewisselaar. Dit kan bijvoorbeeld bij een meer, rivier of kanaal. Bij TEO met een warmte- en koudeopslag (WKO) wordt in de zomer warmte uit oppervlaktewater opgeslagen in een WKO. In de winter kan de koude uit oppervlaktewater worden opgeslagen in de WKO. TEO is mogelijk zonder WKO, met name bij grote hoeveelheden water watervolumestroom. In de winter is de hoeveelheid warmte beperkt, omdat de temperatuur van het oppervlaktewater dan laag is. Bevriest het water? Dan is er geen warmteopbrengst. TEO kent open en gesloten systemen. Bij een open systeem wordt het (gefilterde) oppervlaktewater de installatie ingepompt om bij de warmtewisselaar te komen. Bij een gesloten systeem ligt de warmtewisselaar in het oppervlaktewater. 

Thermische Energie uit Afvalwater (TEA)

Bij TEA haal je warmte uit afvalwater (effluent) van een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) voordat het wordt geloosd. Doordat afvalwater een stabiele temperatuur heeft van 10-15 °C is warmtewinning in de winter mogelijk. Een WKO is bij TEA niet altijd nodig. Warmte uit rioolwater (influent) heet riothermie. Uit dit nog te zuiveren water kan warmte worden onttrokken. Een lagere temperatuur van het rioolwater kan de rioolwaterzuivering verstoren. Als de afstand tussen de warmteonttrekking en de rioolwaterzuivering groot genoeg is, kan het rioolwater weer opwarmen naar de bodemtemperatuur.

Thermische Energie uit Drinkwater (TED)

Bij TED wordt er warmte uit ruw (onbehandeld) of rein (behandeld) drinkwater gehaald via een warmtewisselaar in een parallelle leiding van de drinkwaterleiding. Die warmte kan direct de woningen en gebouwen verwarmen of koelen of de WKO aanvullen. TED-systemen kunnen koude leveren in combinatie met een WKO. De temperatuur van drinkwater is ’s zomers zo’n 8-25 ⁰C en ’s winters zo’n 2-15 ⁰C. Het winnen van thermische energie uit drinkwater mag de leveringszekerheid en de waterkwaliteit nooit in gevaar brengen. Daarnaast zijn drinkwaterleidingen van maatschappelijk belang en behoren ze tot de vitale infrastructuur. Daarom is het krijgen van een vergunning lastiger en gelden er meer eisen voor de technische installatie en de monitoring.

Minimumaantal woningen

De hoeveelheid warmte die een aquathermiebron levert, moet passen bij de vraag. Voor een collectief aquathermieproject zijn voor TEO minimaal 50 woningen. Voor warmtenetten is een dichtheid van minimaal 20 woningen per hectare nodig voor een rendabel project. Aquathermie is ook mogelijk op kleine schaal en zonder warmtenet, voor een kantoor, zorginstelling, zwembad of particuliere woningen.

Gebouwen

Aquathermie kan met een warmtepomp lagetemperatuurwarmte leveren. 60% van de bestaande woningen is daarmee te verwarmen. Mits de woningen goed geïsoleerd zijn (minimaal energielabel B) en er een radiator of vloerverwarming is. Is de warmte voor de woningen niet voldoende? Dan is betere isolatie of temperatuurverhoging nodig. Aquathermie is dan niet altijd meer een goede optie. Een hogere temperatuur heeft namelijk een minder hoog rendementen kost meer elektriciteit, en isoleren vraagt investeringen van woningeigenaren. Bij een middentemperatuurwarmtenet gelden minder hoge isolatie-eisen en zijn de aanwezige radiatoren meestal voldoende. 

Bodem

De combinatie van aquathermie en warmte- en koudeopslag (WKO) komt veel voor, vooral bij TEO. De WKO slaat de warmte in de zomer ondergronds op voor gebruik in de winter. Aquathermie kan een aanvulling zijn om de warmte en koude in de bodem, van andere bronnen, in balans te brengen. Vooraf moet je uitzoeken of er:

• een geschikte watervoerende laag (aquifer) aanwezig is en op welke diepte;
• of er beperkingen zijn voor bodemopslag (bijvoorbeeld in drinkwatergebieden);
• hoeveel warmte en koude de WKO kan opslaan;
• en of er andere WKO-systemen zijn (en of die elkaar beïnvloeden). 

Afstand tot de bron

Voor aquathermie is een waterbron nodig. Als de bron dichtbij is, zijn de kosten voor aquathermie lager en is er minder energieverlies tijdens het transport. Voor een klein project is de maximale tussenafstand een paar 100 meter, en voor een groot project enkele kilometers. Het rendement hangt ook af van de lokale omstandigheden, de broncapaciteit en de stroomsterkte van het water.

Openbare ruimte en koppelkansen

Een aquathermiesysteem en een warmtenet nemen ruimte in beslag. Houd rekening met de andere functies van de openbare ruimte, ondergrondse kabels en leidingen en vergunningen om dijken en wegen te doorkruisen. Als de riolering aan vervanging toe is, kan het interessant zijn nieuwe rioolbuizen met een warmtewisselaar voor riothermie te plaatsen. De aanleg van een warmtenet en een rioolvervanging kan tegelijk, zodat de straat maar één keer open hoeft.

Ecologische gevolgen

Bij aquathermie uit oppervlaktewater koelt het water lokaal af, en bij koudewinning warmt het water op. De temperatuur van water beïnvloedt de chemische en natuurlijke processen en het ecosysteem. Temperatuurverlaging kan in de zomer blauwalg verminderen en het stedelijk gebied afkoelen, maar in het voorjaar vertraagt kouder water de voortplanting. De ecologische gevolgen van aquathermie komen in de vergunningseisen die worden uitgewerkt in Het Besluit activiteiten leefomgeving (Bal). 

Gebouweigenaar

Bewoners hebben een aansluiting op een warmtenet nodig en een afleverset. Bij een middentemperatuurwarmtenet (70 °C) is basisisolatie voldoende. Bij een lagetemperatuurwarmtenet (40-50 °C), is er een apart systeem voor warm tapwater nodig en een warmteafgiftesysteem, bijvoorbeeld lagetemperatuurradiatoren of vloerverwarming. Bij aansluiting op een zeerlagetemperatuurwarmtenet (20°C) is daarnaast ruimte nodig voor een individuele warmtepomp. 

Exploitant warmtenet

Er is een exploitant nodig voor de aquathermievoorziening, de WKO en het warmtenet. Dat kan een bestaand warmtebedrijf zijn, een lokale energiecoöperatie, een nieuwe partij of de gemeente in samenwerking met zo’n partij. Het ontwerp van het project heeft invloed op het elektriciteitsgebruik van de warmtepomp en op de exploitatiekosten.

Gemeente

De aanleg van een warmtenet en de aquathermievoorziening vraagt om boven- en ondergrondse ruimte, wat gepland moet worden. De gemeente speelt ook een rol bij het vinden van een exploitant. Als (deel)eigenaar van riool- en drinkwaterleidingen heeft de gemeente soms ook zeggenschap over de bron. Bij TEA is de bronhouder het waterschap, en bij TEO is dit het waterschap of Rijkswaterstaat.

Bij het Netwerk Aquathermie zijn zo’n 80 gerealiseerde toepassingen van aquathermie in beeld (stand september 2022). Er zijn weinig aquathermieprojecten die bestaande woningen via een warmtenet van warmte voorzien, maar er zijn al zeker 2.000 WKO-systemen. Naar verwachting zullen warmtepompen beter gaan presteren en worden warmtenetten kostenefficiënter aangelegd. Daarnaast komen er geavanceerde zeerlagetemperatuurwarmtenetten in steden met voorzieningen voor warmte- en koudeopslag en wordt de integratie met andere warmtebronnen in warmtenetten onderzocht. De Unie van Waterschappen voert een versnellingsprogramma aquathermie uit waarbij 15 nieuwe aquathermie projecten worden ondersteund tot eind 2026.

• Bekijk de beslisboom aquathermie | STOWA
• Lees de Q&A over het gebruik van drinkwater voor aquathermie | Kwrwater 
• Bereken de invloed van TEA op het RWZI-zuiveringsproces met de TEA rekentool (xls)
• Bekijk de handleiding aquathermie (pdf)