- Korte omschrijving van Waardeiland/De Waard Initiatief
De Rijksoverheid erkent het belang van bewonersparticipatie bij de energietransitie en ook de provincie Zuid-Holland wil snel meer energie besparen en opwekken en de overgang naar schone energie slimmer realiseren. De provincie stimuleert energiebesparing en het gebruik van schone duurzame energiebronnen en wil op die wijze CO2-uitstoot beperken.
De gemeente Leiden conformeert zich aan de landelijke klimaatdoelstellingen en streeft ernaar in 2050 een aardgasvrije stad te zijn. In de Warmtevisie van de gemeente Leiden (2017) en het ‘handelingsperspectief 2020’ is vastgelegd hoe de gemeente dit gaat aanpakken. Hierin heeft de gemeenteraad de kaders waarbinnen de energietransitie in Leiden vorm moet krijgen vastgesteld.
Het Waardeiland en De Waard initiatief is door enige leden van het bewoner initiatief Waardeiland (BEW) samen met ondernemers uit de ondernemersvereniging De Waard (OV De Waard) gestart met als doel: door gebruikmaking van het omringende water, verschillende energiebronnen en de nieuwste technologie streeft het initiatief een duurzame toekomst voor hun kinderen en kleinkinderen na en ondersteunen tevens daarmee de beleidsinitiatieven van de gemeente, de provincie en het rijk.
De aanpak van het Waardeiland en De Waard sluit aan bij de klimaatdoelstellingen die de gemeente Leiden voor ogen heeft. Zij willen gezamenlijk met een mixed energy benadering aan collectieve alternatieve warmte opwekking werken. Door middel van samenwerkingsverbanden met verschillende partijen richt zij zich op energiebesparing door verduurzaming/isolatie van woningen en gebouwen en door toepassing van duurzame warmte en energie binnen de wijken Waardeiland en de Waard.
Het Waardeiland heeft, naast dat het een eiland midden in de stad Leiden is, de volgende eigenschappen; het is compact van opzet met een tamelijk homogene bebouwing en populatie. Het industrieterrein De Waard bestaat voornamelijk uit ondernemingen en industrie. De gemeente Leiden heeft een “strategie bedrijventerreinen” vastgesteld, waarin is opgenomen dat het bedrijventerrein De Waard in principe tot 2030 op de huidige plek kan blijven. Daarna is nog geen zekerheid; aan de ene kant heeft het terrein een vrij hoge ‘milieufactor’ wat de huidige plek in de buurt van woningen wellicht onwenselijk maakt. Aan de andere kant is de (mogelijk) vervuilde grond misschien niet geschikt voor woningbouw. Het feit dat er na 2030 nog geen zekerheid is over de toekomst van het terrein, zou iets kunnen zeggen over de leveringszekerheid van een warmteoplossing die afhankelijk is van de elektriciteitsopwekking op het bedrijventerrein. De mate van draagvlak van en investeringen door de ondernemers in de energietransitie hangt nauw samen met deze korte termijn gebruikstoekenning van de gemeente.
Het Waardeiland en het bedrijventerrein De Waard zijn naar verwachting complementair: overdag zijn bewoners van het Waardeiland meest aan het werk (COVID-19 heeft dit deels veranderd) maar zijn ‘s-avonds thuis; ondernemers van De Waard zijn overdag aanwezig (ook bij COVID-19) in hun gebouwen maar ‘s-avonds niet. Dit alles zal echter nader onderzocht moeten worden. Er moet een balans gevonden worden tussen energiereductie/verduurzaming van de huizen en gebouwen enerzijds en de energietransitie maatregelen anderzijds om de best mogelijke uitkomst voor de individuele bewoner en het individuele bedrijf te bewerkstelligen.
Om inzicht te krijgen welke verschillende scenario’s er mogelijk zouden kunnen zijn, worden hieronder vier perspectieven geschetst. Het doel van de uitvraag aan de bureaus is hen een “aanzet” te laten beschrijven voor de haalbaarheid (“doorrekenen”) van de verschillende scenario’s. Het gaat het projectteam hierbij om, naast de technische aspecten, ook het financieel (rendement) op hoofdlijnen in kaart te laten brengen. De scenario’s zijn een uitgangspunt: het bureau maakt een inschatting welke onderdelen (WKO, PV, TEO, windturbines) daadwerkelijk een toevoeging zijn voor een haalbaar, betaalbaar en duurzaam energieconcept. Een mogelijke werkwijze hierbij is (warmte en elektriciteits-) vraag en aanbod in kaart te brengen en een longlist van mogelijke oplossingen tot een shortlist te brengen door ze te scoren op bovenstaande criteria.
De risico’s die bij alle scenario’s als hoog worden ingeschat (geen valide risicoanalyse) zijn: Het verkrijgen van draagvlak van stakeholders, lange doorlooptijd, het nog niet uitgeprobeerd hebben van deze aanpak van afzonderlijke warmtenetten met veel wooneigenaren (en ondernemers), de onzekerheid van de toekomst van het bedrijventerrein na 2030 en onduidelijkheid over de kosten; collectieve deelname versus particuliere oplossing. Rekening zal moeten worden gehouden met “kosten achter de voordeur”
Tevens zal wellicht de pijplijn onder het Rijn en Schiekanaal naar het Waardeiland in eerste instantie tot hogere kosten leiden tenzij hiervoor een innovatieve oplossing wordt gevonden. Door deze pijplijn voor warmtetransport kunnen tevens elektriciteit leidingen worden getrokken voor stroom voor het/tussenstations op het Waardeiland. Ook zijn andere oplossingen wellicht mogelijk.
Randvoorwaarden voor de vier scenario’s zijn kleinschalig, geen “niet-geïsoleerde” (label) huizen/bedrijven in verband met de na te streven “midden” temperatuur warmte aan levering, pandeigenaren van niet te oude panden i.v.m. mogelijke coöperatie, garanties voor langdurig bestaansrecht voor bedrijventerrein, constante levering van warmte aan de bedrijven en bewoners en een zo duurzaam mogelijk oplossing te vinden. Duurzaam omvat naast de financieel/technische/milieu focus tevens de maatschappelijke/ participatieve inbreng.
Participatie en partnerschappen;
Klankbordgroep
De samenwerkingsparticipatie wordt vormgegeven door het Bewonersinitiatief (BEW), de Ondernemersvereniging (OV De Waard), de Gemeente Leiden, het Hoogheemraadschap van Rijnland (HHR) en de Provincie Zuid Holland (PZH). Liander, een nutsbedrijf, zou al in een eerder stadium kunnen en willen meedenken over de benodigde verzwaringen voor het concept. In een later stadium worden wellicht commerciële partijen, zoals bv. Eneco of Vattenfall, gevraagd deel te nemen almede de Universiteiten van Leiden en Delft voor “citizens science”[1] coöperatie. Samen vormen zij de Stuurgroep voor het gehele project. Tevens zullen verschillende inspraakorganen en vergunningverleners als stakeholders in het traject betrokken worden
Projectgroep subsidieaanvraag en PAW (Programma Aardgasvrije Wijken) aanvraag
Het WET (Water, Energy & Technology) projectteam zelf zal bestaan uit een projectleider uit de gelederen van BEW/OV de Waard die samen met de projectleden van de Waardeiland de Waard, Gemeente en Waterschap het projectteam voor de subsidieaanvraag en de PAW zal vormen. Tevens zullen experts het projectteam adviseren.
- De vier scenario’s van het WET project per cluster
Na gesprekken met experts op het gebied van haalbaarheidsstudies voor energietransitie is door de initiatiefnemers van het Waardeiland en De Waard in samenwerking met de gemeente de volgende uitvraag voor verschillende expert bureaus opgesteld:
Lever een open offerte aan waarvan de gegevens gebruikt gaan worden voor de door BEW Waardeiland/OV de Waard aan te vragen subsidie uit de “subsidieregeling lokale initiatieven energietransitie ZH 2017” van PZH.
De offerte wordt opgesteld m.b.v. de “longlist-shortlist-uitwerking” aanpak en zal een eerste summiere invulling geven op de vraag geven welke oplossing in het kader van de energietransitie het beste past bij “de vraag en het aanbod” op De Waard/Waardeiland.
De verschillende onderdelen van het concept (TEO/TEA(Restwarmte), WKO/Gesloten Lus, PV, Windturbines) worden in eerste instantie onderzocht op (technische/financiële/milieu {CO-2}) haalbaarheid maar beseffend dat de scope van het concept is breder.
- Scenario; Een mixed energy benadering;
a. Collectieve TEO/TEA[2] warmte (met/zonder WKO[3]),
b. Collectieve Groene stroom van Zonnepanelen (ZP) en Windturbines (WT)
c. Collectieve Systeemintegratie; Hoe elektrificatie, waterstof en bijvoorbeeld warmtenetten samenvallen en met elkaar verbonden moeten worden.
d. Coöperatie met Groen Gebouw met “citizen science” inbreng.
- Scenario; Second Best;
a. Collectieve TEO/TEA warmte (met/zonder WKO),
b. Collectieve Groene stroom ZP en WT
c. Collectieve Systeemintegratie; Hoe elektrificatie, waterstof en bijvoorbeeld warmtenetten samenvallen en met elkaar verbonden moeten worden.
d. Geen Groen Gebouw met “citizen science” inbreng.
- Scenario; Third Best;
a. TEO/TEA warmte (met/zonder WKO),
b. Geen Groene stroom ZP en WT
c Collectieve Systeemintegratie; Hoe elektrificatie, waterstof en bijvoorbeeld warmtenetten samenvallen en met elkaar verbonden moeten worden.
d. Geen Groen Gebouw en geen “citizen science” inbreng.
- Scenario; Last Options;
a. Geen TEO/TEA warmte (met/zonder WKO),
b. Geen Groene stroom ZP en WT
c. Collectieve Systeemintegratie; Hoe elektrificatie, waterstof en bijvoorbeeld warmtenetten samenvallen en met elkaar verbonden moeten worden.
d. Geen Groen Gebouw en geen “citizen science” inbreng.
Maar:
- Privé aanschaf van vele honderden individuele warmtepompen met deels groene individuele stroom.
- Deel van Gemeentelijk Warmtenet; geen groene stroom nodig. Is verantwoordelijkheid van het Gemeentelijk Warmtenet.
- Scenario; Een mixed energy benadering.
Dit scenario wordt verwacht het meest duurzaam te zijn (CO-2 uitstoot). Of dit zo zal uit de haalbaarheidsstudie moeten komen. Alle beschikbare duurzame bronnen worden benut, en het levert tevens een bijdrage aan maatschappelijke verantwoordelijkheid en kennisdeling ten aanzien van water, energie en technologie die zowel de overheid, de provincie en de gemeente maar ook de beide initiatiefnemers voor ogen hebben.
Als organisatievorm om de warmte en elektriciteit opwekking, distributie, en onderhoud te realiseren wordt die van de Coöperatie, gevormd door verschillende stakeholders, voorgesteld.
Mixed energy benadering
- Als duurzame warmtebron wordt voor het collectief opwekken van warmte voor beide wijken (Waardeiland en De Waard) het oppervlaktewater uit het Rijn en Schiekanaal gebruikt omdat dit, naar wordt verondersteld, warmer is dan drinkwater en bij productie minder CO2-uitstoot. Voordat water drinkwater is, is er al veel CO2 uitgestoten en moet voor verdere verwarming meer energie worden gebruikt dan het oppervlaktewater. Dit zal berekend moeten worden en het gebruik van drinkwater is wellicht in strijd met andere zienswijzen. Drinkwater wordt schaars.
Naast het oppervlaktewater zou ook gebruik kunnen worden gemaakt van de restwarmte uit het destillatieproces van Het Kaasmerk of van de restwarmte van Leo van Kempen Bakkerij op industrieterrein De Waard of andere bedrijven op De Waard die warmte produceren.
Met behulp van pijpleidingen worden de warmtebronnen door een filter op het Industrieterrein naar de opwekkingsinstallatie met warmtepomp en WKO (mits de grond dit toelaat) met kleine buffer voor warmte opslag voor eventueel tekort, geleid.
In eerste instantie zal warmteopwekking zonder WKO maar met buffer worden nagestreefd (grondsamenstelling en wellicht vervuiling) maar er zal wel nader bekeken worden of WKO alsnog opportuun is voor warmte/koude opslag.
Waterschap voorwaarden
Thermische energiesystemen moeten volgens het waterschap gesloten zijn, zodat er via het systeem geen verontreinigingen in de bodem kunnen komen; een warmteoverschot is niet toegestaan. Er wordt niet meer koude-overschot toegestaan dan nodig. In de zomer zal er vanuit de WKO wellicht koude[4] kunnen worden geleverd wat bij kan dragen aan een verminderende uitstoot door airconditioners.
De temperatuur van het te infiltreren water mag in pieken maximaal 30 °C bedragen, mits de gemiddelde temperatuur van het te infiltreren water 25 °C of lager bedraagt. Om interactie met functies in het eerste watervoerende pakket te voorkomen, moeten open bodemenergiesystemen in het stedelijke gebied uitwijken naar een dieper gelegen watervoerend pakket en negatieve interferentie, waardoor rendementsverliezen zullen optreden bij andere systemen, dient zoveel mogelijk voorkomen te worden. Voor zover bekend (Omgevingsdienst Haaglanden) mag er geen bodemenergiesysteem geplaatst worden in het eerste watervoerende pakket. Omdat er een dunne kleilaag onderin het eerste WVP aanwezig is, geeft de vraag waar het tweede WVP begint bijna altijd discussie. Er is daarom een richtlijn dat vanaf 70 m-mv een filter geplaatst mag worden.
Er is geen bodemenergieplan voor het Waardeiland. Uit onderzoek is gebleken dat het Waardeiland op sommige plekken een licht vervuilde bodem heeft. Bij De Waard zal tevens rekening moeten worden gehouden met verontreinigde bodem. Het is een industriegebied.
Er zal midden (geen hoge) temperatuur warmte kunnen worden opgewekt mits een goede isolatie (label…) van de huizen en gebouwen wordt gerealiseerd. Er zal er in het distributienetwerk afname van temperatuur plaatsvinden. De afvoer van het restwater (warm/koud) zal, wederom met filter, in het omringende water worden geloosd met inachtneming van ecologische richtlijnen. Het Waterschap monitort dit en hier zou een rol voor “citizen science” zijn weggelegd.
- Om de collectieve groene warmteopwekking (zie a) van collectieve groene stroom te voorzien worden op de daken van het bedrijventerrein, waar mogelijk, zonnepanelen of PVT geplaatst en waar mogelijk milieu- en bewonersvriendelijke windturbines geplaatst. De opgewekte groene stroom wordt naar de warmteopwekking installatie geleid voor verbruik. Bij eventueel overschot (geen saldering meer) en als reserve opslag voor commerciële stroomuitval wordt gebruik gemaakt van Blue Batteries[i] (of waterstof). Overtollige stroom zou ook voor groene mobiliteit kunnen worden gebruikt (minder CO2-uitstoot door de vrachtauto’s van de bedrijven op accu’s i.p.v. diesel te laten rijden).
- Er gaat gebruik worden gemaakt van verschillende energiebronnen en –systemen. De vraag is hoe groene elektrificatie, waterstof en bijvoorbeeld warmtenetten samenvallen (zie a en b) en wat dat betekent voor het WET project. Binnen het project moeten de verschillende partijen samenwerken om technische en marktmodellen op energiegebied aan elkaar te koppelen (systeemintegratie), en te modelleren voor lokale schaal. Hierdoor ontstaat voldoende inzicht in de gevolgen voor het investeringsplan. Dit alles vergt een grote mate van integratie van techniek en systemen. Het project draagt hierbij bij aan de realisatie van geïntegreerde duurzame energie.
- Om de warmte opwekking, al dan niet met WK opslag- en stroom opslag installaties te herbergen wordt op het Industrieterrein een Groen productie Gebouw neergezet waarbij aandacht wordt geschonken aan het gebruik van groene en geluidsarme materialen en inrichting. Tevens wordt in het kader van “citizen science en innovatie”, een andere prioriteit van de overheid, ruimte geschapen voor summiere research faciliteiten in samenwerking met Uni’s en Waterschap. Het gebouw krijgt zijn warmte en stroom uit de warmte opwekkings-installatie en stroom uit de panelen maar ook uit een eigen groen dak. Hierdoor is het gebouw CO2 neutraal. Het gebouw voldoet aan alle safety en security eisen.
Het distributienetwerk zal naar alle waarschijnlijkheid de grootste kosten met zich mee brengen. Als het water de juiste warmte heeft zal het door een grote pijpleiding onder het kanaal naar het Waardeiland moeten worden gebracht alwaar het door het eiland moet worden gedistribueerd. Om een juiste warmte en druk te houden moet er wellicht een warmteoverdracht tussenstation op het Waardeiland worden geplaatst. De elektriciteit voor dit tussenstation kan van de zonnepanelen van de daken van het Waardeiland zelf komen (geen saldering meer), maar ook van overtollige stroom uit de stroombuffer van het Groene Gebouw. Hiervoor zou echter een leiding (ondergronds) getrokken moeten worden. Realistischer is stroom van een toeleverancier af te nemen. Op het Industrieterrein De Waard zal een tussenstation wellicht niet nodig zijn aangezien de warmteopwekking vlak “bij huis” plaats vindt.
Bij het distributiepijpleidingennetwerk moet bekeken worden hoe de pijp-isolatie verhouding het meest optimaal zou zijn. De warmteverliezen voor het hele distributienet kunnen, mits het niet goed wordt tegengegaan, schade toebrengen aan de efficiëntie en effectiviteit van het hele net. Om deze daling te voorkomen kan de leiding in verschillende mate geïsoleerd worden. Een leiding isoleren zorgt ervoor dat deze minder warmte overdragen per m^2 wat dus resulteert in een minder groot totaal verlies. Isoleren is uiteraard wel duurder dan niet isoleren.
De afnemers van de groene warmte zijn de ondernemers van de Waard en bewoners van het Waardeiland. Beide wijken moeten, volgens de beleidsmakers, voor 2050 geheel aardgasvrij zijn. De toekomstige WET Coöperatie levert deze duurzame warmte aan beide wijken (zie randvoorwaarden).
- Scenario; Second Best
Het scenario “Second Best” is gelijk aan “het Mixed Energy” scenario maar zonder duurzaam gebouw en geen mogelijkheden voor onderzoek. Het productiegebouw zal een minimalistisch, niet duurzaam/groen gebouw zijn waar de warmte- en elektriciteit bronnen naartoe worden geleid en waar de installaties zullen staan zonder faciliteiten. Het gebouw voldoet wel aan safety en security eisen
- Scenario; Third Best
Het scenario “Third Best” is gelijk aan “Second Best” scenario maar zonder groene stroomopwekking door zonnepanelen en windturbines en er zal geen systeemintegratie van warmte- en stroomvoorzieningen nodig zijn.
- Scenario; Last options
Het scenario “Last options” is geheel afwijkend van alle bovenstaande drie scenario’s.
Het streeft geen collectieve warmte noch stroomopwekking na. Iedereen op het Waardeiland (meer dan 300 aansluitingen) heeft zijn eigen warmtepomp (al dan niet met WKO) en stroomtoelevering (al dan niet vanuit eigen zonnepanelen). Hetzelfde geldt voor het Industrieterrein dat hier en daar al zonnepanelen heeft maar ook per gebouw meerdere warmtepompen nodig zal hebben. Volledige elektrificatie past niet in de gemeentelijke kaders.
Deze optie in dit scenario zal het buitencomfort door zowel overdadige warmte en geluidoverlast danig verslechteren. Ook draagt dit bij aan een toename in CO2-uitstoot. Alle installaties moeten ieder individueel gefabriceerd worden, vervolgens getransporteerd, daarna geïnstalleerd en onderhouden. En dit alles voor tenminste 300 pompen met een enorme belasting voor het toch al problematische stroomnetwerk en het vergroot de milieuproblematiek van de stad Leiden. Daarnaast wordt er in deze scenario optie gebruik gemaakt van drinkwater. Dit terwijl huizen in de toekomst zoveel mogelijk gescheiden waterstromen zouden moeten gaan krijgen met uitsluitend drinkwater om te drinken.
Als tweede optie binnen dit scenario wordt het gebruik, door zowel het bedrijventerrein De Waard als het Waardeiland, van het Gemeentelijke Warmtenet geopperd. Uit het door de gemeente Leiden verstrekte Persbulletin van 11 Juni 2021 is daar geen sprake van. Toch zou hier een mogelijkheid liggen om dit als back-up te gebruiken.
[1] Citizen science (burgerwetenschap) is onderzoek dat in zijn geheel of gedeeltelijk door burgers of niet-professionele wetenschappers wordt uitgevoerd. Bijvoorbeeld in het meten van water/grond kwaliteit, of het melden van waarnemingen van dieren. Dit onderzoek zou moeten aansluiten bij bestaande onderzoeksprogramma’s
[2] TEO/TEA: Thermische Energie uit Oppervlaktewater (TEO). Naast thermische energie uit oppervlaktewater, kan er ook thermische energie worden gewonnen uit afvalwater (TEA, ook riothermie) en uit drinkwater (TED).
[3] WKO (Warmte/Koude opslag) is synoniem aan een open bodemenergiesysteem. Een WKO slaat energie uit het gebouw en/of de omgeving op in de bodem – een aquifer (een waterhoudende zand- en/of kiezellaag). Een aquifer is van nature aanwezig in de bodem. Aan bijna alle WKO’s wordt een warmtepomp gekoppeld, eventueel nog met een andere warmteopwekker, om de juiste temperatuur voor het gebouw te produceren. De aquifer geldt als bron voor de warmtepomp. Bodemenergie is het gebruik van warmte of koude in de ondiepe ondergrond. Er zijn twee soorten bodemenergiesystemen: open systemen en gesloten systemen.
Bij een open bodemenergiesysteem wordt grondwater onttrokken en opgewarmd grondwater na gebruik terug in de bodem geïnfiltreerd. Bij een gesloten bodemenergiesysteem wordt een vloeistof, vaak met toegevoegde antivriesmiddelen, in buizen door de bodem geleid. Het water komt niet in direct contact met het grondwater. Een andere benaming is bodemwarmtewisselaar.
[4] Hier is wel een aanpassing in afgiftesysteem voor nodig. Dit kan niet met bestaande radiatoren