Met afvalwater wordt dit wijkje deze winter verwarmd

Een paar koeten zwoegen zich door de laag kroos op de Stadsgracht van Wageningen. De stadsgracht is een afgedamd restant van wat ooit een stadsomvattend verdedigingswerk was, compleet met bolwerken en stadsmuren. De restanten daarvan zijn nog te zien aan één kant van de gracht.

Aan de andere kant staat een nog maar pas voltooid wijkje van rond 150 wooneenheden, inclusief een verzorgingshuis. Al die woningen worden verwarmd door het water onder de peddelende poten van de koeten.

Het is een complex systeem dat Ronald van der Haas van de Woningstichting Wageningen laat zien. Met een soort krik trekt hij een stalen plaat in het wegdek omhoog, en schuift het luik opzij. Daaronder is een complete machinekamer te zien. Hier wordt het water uit de Stadsgracht door een warmtewisselaar geleid. ‘In de zomer wordt de warmte uit het water opgeslagen onder de grond, en in de winter slaan we juist de kou op.’ Dat gebeurt iets verderop, onder een ander luik, waar de buizen te zien zijn van de warmte-koude-opslag. De kou gaat 120 meter diep, de warmte wordt iets hoger opgeslagen.

Nu de winter is begonnen, wordt de warmte uit de diepte weer opgehaald, en wordt het water met een warmtepomp verder opgewarmd tot rond 23 graden, genoeg om de vloerverwarming mee te voeden.

Het is een toekomstbeeld voor grote delen van Nederland. Steeds vaker zullen we onze voeten warmen aan het water in vaarten, meren, kanalen en rivieren. Er zijn enorme hoeveelheden warmte uit te halen, prima geschikt om gebouwen te verwarmen, zeker als die gebouwen zijn toegerust met vloerverwarming.

Thermische Energie uit Oppervlaktewater (TEO) zoals deze verwarmingsmethode heet, kan over heel Nederland 150 petajoule aan warmte opleveren, berekende onderzoeksbureau CE Delft onlangs. Dat is 30,2 procent van de totale warmtebehoefte. Daarbij keek CE Delft alleen naar de capaciteit van watervoorraden die op korte afstand van woon- of kantoorwijken liggen.

Rioolwater

Maar daarmee is water als warmtebron nog lang niet uitgeput. Uit afvalwater, oftewel rioolzuiveringsinstallaties, is ook nog eens 56 petajoule te halen, goed voor 11,3 procent van de totale warmtebehoefte. Dit is het kleine zusje van TEO, TEA: Thermische Energie uit Afvalwater.

Ook daar wordt al driftig aan gewerkt. Utrecht wordt de eerste stad die binnen afzienbare tijd ten dele wordt verwarmd op zijn eigen rioolwater. Op het terrein van het Hoogheemraadschap Stichtse Rijnlanden, een parkachtig gebied midden in de stad, strijken de meeuwen gillend neer op het groenzwarte water in de ronde bassins van de de oude waterzuivering. ‘Ze vinden er altijd wel wat te eten’, zegt Maarten Boersen van het hoogheemraadschap Stichtse Rijnlanden. ‘En ze vinden het water lekker warm.’

Onderzoekers van kennisinstituten Deltares en CE Delft hebben per wijk in kaart gebracht hoe de kansen liggen oppervlaktewater te gebruiken als bron voor duurzame verwarming. 

Tot nu toe wordt het rioolwater, na zuivering, met warmte en al in de Vecht geloosd. Niet lang meer. Een eindje voorbij de favoriete zwembassins van de meeuwen wordt gebouwd aan een nieuwe zuiveringsinstallatie. Met veel minder van die karakteristieke ronde bassins, maar met één nieuw element: een joekel van een warmtepomp. Met 25 megawatt  wordt hij de grootste in Nederland (het kunnen er ook twee van 12,5 megawatt worden). 

Vanaf midden 2021 gaat die pomp warmte halen uit het gezuiverde rioolwater, genoeg om tienduizend woningen in Utrecht van warmte te voorzien. Dat is een tiende van het aantal woningen dat door Eneco van stadsverwarming wordt voorzien. Tot nu toe wordt de hele stadsverwarming gestookt op gas (binnenkort aangevuld met biomassa). Dankzij de TEA-aanpak spaart Eneco 24 duizend ton CO₂ per jaar uit.

Het rioolwater wordt zelfs in de strengste winter nooit kouder dan 12 graden. ‘Dat is warm genoeg om er nog een hele hoop warmte uit te pompen’, zegt Boersen. Dus anders dan bij warmte uit het oppervlaktewater, is ondergrondse opslag van warmte niet nodig. Maar wel die stroomvretende warmtepomp. ‘Om echt duurzaam te zijn, moeten we de stroom betrekken van wind- en zonne-energie.’

75 miljoen liter water 

Per dag stroomt er 75 miljoen liter water door de Utrechtse zuiveringsinstallaties. Als elke liter 2 graden warmte prijsgeeft, levert dat voldoende warmte op om twee Olympische zwembaden op te warmen van nul naar 20 graden. Of, omgerekend, om 10 duizend woningen te verwarmen. De warmte uit het riool wordt met twee (of drie) warmtepompen opgevoerd tot de 75 graden waarop het stelsel van stadsverwarming van Utrecht draait. Want ook het kraanwater wordt met dit systeem verwarmd. En bovendien hebben de meeste huizen gewone radiatoren, die veel hogere watertemperaturen vergen dan vloerverwarming.

In Katwijk zullen 2000 huizen worden verwarmd met de energie die door een gemaal stroomt. Enkele individuele gebouwen werken al met aquathermie. Amsterdam wil experimenteren, onder andere in de wijk Buiksloterham, schreef wethouder Sharon Dijksma deze week aan minister Wiebes van Economische Zaken.

Samen zouden TEO en TEA op dit moment al rond 40 procent van de totale verwarmingsbehoefte in Nederland kunnen dekken, maar op termijn zal hun theoretische aandeel nog verder groeien. De warmtebehoefte daalt al jaren en blijft dalen, omdat woningen en gebouwen steeds beter geïsoleerd en efficiënter verwarmd worden. CE Delft gaat ervan uit dat er elk jaar 1 procent minder vraag naar warmte is. En dan kunnen TEO en TEA in 2050 samen al 60 procent van de warmtevraag voor hun rekening nemen. Klimaatneutraal, tenminste als de stroom voor de benodigde pompen klimaatneutraal wordt opgewekt.\

Niet simpel

Het is nog wel de vraag in hoeverre de exploitanten van warmtenetten geïnteresseerd zijn in TEO en TEA. Een simpele operatie is het niet. En de installaties zijn lang niet goedkoop. Stowa, een kennisinstituut van de waterschappen, inventariseerde veertien TEO-projecten die op de rol staan, en berekende terugverdientijden tussen vier en dertig jaar. Vier jaar is prachtig, dertig jaar klinkt als: niet aan beginnen. Eneco, dat warmte gaat halen uit het rioolwater van Utrecht, denkt niet dat de investering zonder subsidie kan worden terugverdiend. Eneco denkt met onder meer een innovatiesubsidie de exploitatie rond te kunnen krijgen.

Hoe de ervaring in Wageningen is, kan Van der Haas van de Woningstichting Wageningen nog niet zeggen. ‘Dit systeem draait al wel een paar jaar, maar het hele complex is pas deze zomer opgeleverd. Dus dit wordt het eerste stookseizoen dat het systeem voluit moet werken. Aan het einde van de winter kunnen we meer zeggen van onze ervaringen.

En de koeten? ‘De waterkwaliteit is verbeterd sinds het systeem draait’, zegt Van der Haas. ‘Het water stond stil omdat de gracht is afgedamd. Wij halen het water er hier uit, en 150 meter verderop komt het terug in de gracht. Dankzij ons systeem is er dus enige beweging in gekomen. En in de zomer wordt de watertemperatuur iets verlaagd. Dat is gunstig voor de waterkwaliteit, want de algen groeien minder.’

Om schaatsers gerust te stellen: in de winter wordt het water niet juist wat warmer. De Stadsgracht wordt niet gebruikt voor het oogsten van koude.