Zeerlagetemperatuur warmtenet

ZLT-netten combineren het uitwisselen van warmte en koude vrijwel altijd met een vorm van warmte- of koudeopslag. De netten werken met lokale warmtebronnen op lagetemperatuur of zeerlagetemperatuur. Bijvoorbeeld restwarmte, aquathermie en bodemenergie. Hiermee kun je de volgende voordelen behalen:

• Door toepassing van warmteopslag kunnen verbruikers nog meer warmte en koude lokaal uitwisselen en gaat de piekvraag omlaag. Opslag gebeurt in buffervaten of in systemen voor warmte-koudeopslag (WKO’s). Met slimme opslag heb je minder warmtebronnen nodig. 
• Door de lage temperatuur van het netwerk kun je laagwaardige restwarmtebronnen gebruiken. Deze zijn over het algemeen goedkoper dan middentemperatuur- of hogetemperatuur-warmtebronnen en meestal ruim beschikbaar in stedelijke omgevingen.
• Door de temperatuur zo dicht mogelijk bij de verbruiker op het juiste temperatuurniveau te brengen, ben je flexibel in welke bronnen je inzet. Je verlaagt warmteverliezen en kunt door aanpassing van de temperatuur altijd voor voldoende comfort zorgen.
• Het warmte- en koudenet is een groeimodel. Vanuit een of meerdere clusters sluit de netbeheerder steeds meer verbruikers aan. Hierdoor breidt het net zich steeds verder uit; de clusters worden uiteindelijk verbonden tot 1 systeem. Op deze manier beperk je het risico op netcongestie, omdat de aansluiting gefaseerd gebeurt. Je kunt vrijwel meteen beginnen met het leveren van duurzame warmte en koude. 
• Een ZLT warmte- en koudesysteem gaat goed samen met het elektriciteitssysteem. De druk op het elektriciteitsnet is minimaal en elektriciteitsgebruik kan worden afgestemd op de beschikbaarheid van lokale en duurzame elektriciteitsopwekkers.

Gebouwniveau

Een ZLT warmte- en koudesysteem werkt het meest efficiënt als een woning of gebouw met een lage temperatuur kan worden verwarmd. Dit is het geval als de woning tot minimaal energielabel B is geïsoleerd. De woning kan dan met maximaal 50 °C aangenaam worden verwarmd. Als je met het ZLT-systeem ook wilt koelen, moet de woning vloerverwarming of speciale LT-radiatoren hebben. Als je een gebouw direct aansluit op een cluster, krijgt elk gebouw een eigen individuele warmtepomp en een boilervat voor tapwater. Om het tapwater te verwarmen, gebruik je bijvoorbeeld een boosterwarmtepomp of een elektrische boiler. De koeling voor de ruimte komt rechtstreeks vanuit het warmte- en koudenet. Deze optie heeft over het algemeen de voorkeur, want die zorgt voor de hoogste efficiëntie en de laagste druk op het elektriciteitsnet. 

Sectorniveau

Binnen een sector sluit je een complex of een aantal gebouwen aan op een energiecentrale met collectieve warmtepompen en warmteopslag. Dit doe je alleen als het niet mogelijk is om de individuele woningen rechtstreeks met individuele warmtepompen aan te sluiten op de warme- en koudeleiding. Het kan gaan om 1 of enkele appartementencomplexen, een aantal grondgebonden woningen, 1 of enkele kantoren of bedrijven. Koudelevering vindt dan plaats met een apart koudenet. Als binnen de sector zowel koude- als warmtelevering is, kan dat onderling worden uitgewisseld. Hierbij kan de retourwarmte van koudelevering bijvoorbeeld rechtstreeks worden gebruikt als voeding voor de warmtepomp voor de levering van warm tapwater. Tekorten en overschotten van warmte en koude wisselt de sector uit met het clusternet.

Aansluiten op een sectornet maakt het mogelijk om voor een groepje gebouwen de temperatuur van het warmtenet collectief te verhogen. Je kunt voor deze optie kiezen als het niet of nog niet mogelijk is om de gebouwen met 50 °C te verwarmen. Of als er in de woning geen ruimte is voor een warmtepomp met boilervat. In dat geval is de levering van koude alleen mogelijk als er een apart koude-sectornet wordt aangelegd.

Clusterniveau

Sectoren zijn verbonden met een clusternet, vaak op wijkniveau. Zo’n clusternet is vergelijkbaar met een distributienet bij middentemperatuur-warmtenetten of met het laagspanningsnet bij elektriciteit. Het clusternet bestaat uit een warme- en een koudeleiding. De verbinding met het clusternet zorgt ervoor dat:

• sectoren energie kunnen uitwisselen. Als er bijvoorbeeld een overschot aan warmte is in de ene sector, wordt dit ingezet in een andere sector. Dit is bijvoorbeeld het geval als een sector met bedrijven vooral koeling vraagt en zelf een warmteoverschot heeft, en een andere sector met vooral woningbouw op datzelfde moment warmte nodig heeft. De koude gaat dan retour nadat de warmte gebruikt is; 
• je meer lokale restwarmtebronnen kan benutten en de aanwezige bronnen breed kan inzetten in het cluster;
• je de mismatch tussen vraag en aanbod in de tijd kunt opvangen door opslag met bijvoorbeeld WKO’s of buffervaten;
• de totale piekvraag lager wordt. Hoe meer aansluitingen op het systeem hoe lager de gelijktijdige vraag en daarmee ook de totale piekvraag.

Gebiedsniveau

Op gebiedsniveau verbind je verschillende clusters met elkaar met een ‘backbone’. Zo wissel je energie uit tussen clusters. Het is ook mogelijk om op de backbone grotere warmtebronnen zoals ondiepe geothermie of aquathermie aan te sluiten. Of om deze aan te sluiten op een middentemperatuur-warmtenet. Het water in de retourleiding van zo’n warmtenet heeft meestal een temperatuur van ongeveer 30 °C. Dat is nutteloze warmte voor een middentemperatuur-warmtenet, maar kan heel goed als bron dienen voor een ZLT-warmte- en koudenet.

Uit een eerste inventarisatie van adviesbureau CE Delft blijkt dat ZLT-netten een geschikte oplossing kunnen zijn in minimaal een kwart van de woonwijken. Of een gebied geschikt is voor een ZLT-warmte- en koudenet hangt af van onderstaande factoren: 

• Bronnen. De aanwezigheid van duurzame en langdurig gegarandeerde middentemperatuur- of hogetemperatuur-warmtebronnen.
• Bebouwingsdichtheid. Als de gebouwen te ver uit elkaar staan, dan is er relatief veel buis per gebouw nodig, wat de aanleg relatief duur maakt.
• Opslag. Lokale opslag van warmte is van belang om het systeem in alle seizoenen in balans te houden. Als je hiervoor een WKO gebruikt, is het belangrijk dat de ondergrond daarvoor geschikt is.
• Koudevraag. Hoe meer verwachte koudevraag van gebouwen en proceskoeling in een gebied, hoe meer energie er lokaal kan worden uitgewisseld;  
• Goede isolatie. De warmtepompen binnen een ZLT-warmte- en koudenet werken het meest efficiënt als woningen zijn geïsoleerd tot de isolatiestandaard. 
• Ruimtebeslag en ruimtelijke inpassing. Als je de warmtepompen individueel op gebouwniveau plaatst, moet in de gebouwen voldoende ruimte zijn voor de warmtepomp en de boilervaten voor tapwater. Bovendien moet in het gebied genoeg ruimte zijn voor de noodzakelijke infrastructuur en de energiecentrales met de warmtepompen, ondergrondse thermische buffers en de putafdekkingen van WKO’s.
• Netcapaciteit. Het elektriciteitsnet moet voldoende capaciteit hebben voor de warmtepompen, energiecentrales en het gebouw om de warmtepomp te plaatsen. 

Momenteel heeft Nederland 1 ZLT-net voor bestaande bouw, in Heerlen. Verder wordt het principe van energie-uitwisseling toegepast bij nieuwbouwprojecten, bijvoorbeeld in Amsterdam. Ook op campussen en bedrijventerreinen zijn ZLT-netten met een WKO-installatie al langer gangbaar. Een aantal gemeenten verkent of een ZLT-warmte- en koudesysteem haalbaar is.

• Over de werking en opbouw van een ZLT warmte- en koudenet: Technisch Handboek KoWaNet-project (pdf) | KoWaNet
• Gratis online cursus over 5e generatie warmte- en koudenetten | Open Universiteit
• Webinar ZLT-warmtenetten | TKI Urban Energy en RVO.
• Webinar bestaande warmtenetten in de 5e versnelling | TKI Urban Energy