Aquathermie: water als warmtebron

Om aan de klimaatdoelen van Parijs te voldoen, is een warmtetransitie nodig. Deze transitie betekent dat fossiele verwarmingsbronnen worden vervangen door duurzame alternatieven. Eén van die alternatieven is warmtewinning uit water: aquathermie. Wat zijn de mogelijkheden van water als warmtebron?  

Nederland wil van het fossiele gas af; die wens vraagt om duurzame alternatieven voor warmte. In het Ontwerp van het Klimaatakkoord worden verschillende alternatieven genoemd, één daarvan is aquathermie: warmtewinning uit water. Op welke manieren dat kan, legt Hans van Arnhem van adviesbureau Indurio uit aan de hand van drie fictieve personages: Teo, Tea en Ted. 

Deze personages zijn afkortingen. Teo staat voor thermische energie uit oppervlaktewater, Tea voor thermische energie uit afvalwater en Ted voor thermische energie uit drinkwater. De kansen liggen volgens Van Arnhem vooral in de eerste twee toepassingen. 

Thermische energie uit oppervlaktewater 

Bij warmtewinning uit oppervlaktewater wordt water uit bijvoorbeeld een meer gebruikt als warmtebron. ’s Zomers wordt het water ondergronds opgeslagen in een warmtekoudeopslag (WKO), ’s winters wordt het opgepompt en ingezet als verwarming. Met behulp van een (elektrische) warmtepomp kan de temperatuur worden opgewaardeerd. 

Andersom is het proces ook mogelijk: water als koelmethode. Als vervanging van airconditioning kan koeling met water energiebesparing opleveren. Dit wordt onder andere bij Amsterdamse kantoren op de Zuidas toegepast. Daar maken WKO-installaties besparingen van 95 procent op koeling en 40 tot 50 procent op verwarming mogelijk. 

In onderstaande YouTube video wordt het proces uitgelegd. 

Lees meer over de energieoplossingen op de Zuidas 

Thermische energie uit afvalwater 

Bij thermische energie uit afvalwater wordt warmte gewonnen uit afvalwater. Dat wordt ook wel riothermie genoemd, omdat het gaat om warmtewinning uit het riool. Warmtewisselaars rondom de rioolbuis brengen de warmte over naar een gebouw. Van Arnhem ziet vooral kansen voor de verwarming van grote gebouwen, omdat het systeem per woning aanleggen kostbaar is.  

Warmtewinning uit afvalwater wordt momenteel met name toegepast in zwembaden. Voorbeelden daarvan zijn onder andere te vinden in Urk en De Bilt. In onderstaande YouTube video wordt de techniek uitgelegd. 

Thermische energie uit drinkwater 

Naast warmtewinning uit oppervlaktewater en afvalwater is het ook mogelijk om drinkwater als warmtebron toe te passen. Een voorbeeld daarvan is te vinden in Amsterdam. Daar gebruikt bloedbank Sanquin kou uit het drinkwaterwinningproces van Waternet om zijn productieprocessen op duurzame wijze te koelen. 

Vlakbij de bloedbank liggen twee grote drinkwaterleidingen van Waternet. In de winter wordt een deel van dit water door een warmtewisselaar geleid, waardoor de kou uit het water wordt onttrokken. Een deel van deze kou gebruikt Sanquin direct, het andere deel wordt in de bodem opgeslagen voor gebruik in de zomer. 

In onderstaande podcast vertelt Roelof Kruize, directeur van Waternet, onder andere over het bijkomend voordeel van de samenwerking met Sanquin voor Amsterdamse huishoudens. 

Warmtewinning uit water als verdienmodel 

De potentie van warmtewinning uit water zien, begint met een andere manier van kijken, stelt Van Arnhem. Volgens hem zien wij onszelf nu vooral als gebruikers van water, terwijl wij tegelijkertijd producenten van warmte zijn. Bijvoorbeeld als we het douchewater doorspoelen. Als particulier is die kennis niet direct inzetbaar, maar als organisatie wel. Zo levert aquathermie nieuwe bedrijfsmodellen op, bijvoorbeeld voor waterschappen. “Waterschappen kunnen energieleveranciers worden", aldus Van Arnhem.  

Voor het bedrijfsleven ziet hij vooral kansen in de samenwerking met de overheid. Als voorbeeld geeft hij aardappel-fabrikant CêlaVíta, die warmte uit afvalwater levert aan het zwembad in Wezep. Deze oplossing bespaart 230.000 kuub aardgas en 400 ton CO2, zegt Harm Westerboek, wethouder in Oldebroek in onderstaande YouTube-video. 

De potentie van aquathermie voor Nederlandse warmtevraag 

In het Ontwerp van het Klimaatakkoord wordt de verwachte warmtevraag voor de gebouwde omgeving geschat op 333 petajoule (PJ) in 2030. In een analyse voor Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (Stowa) stelt CE Delft dat het economisch potentieel van Teo uitkomt op 150 PJ, dat van Tea op 56 PJ en dat van Ted op 4 tot 6 PJ per jaar. 

Aquathermie alleen kan de toekomstige warmtevraag momenteel dus niet oplossen. In het Ontwerp van het Klimaatakkoord worden daarom ook andere duurzame warmtebronnen genoemd, waaronder restwarmte, zonnewarmte, geothermie, biomassa, power to heat en duurzame gassen. 'Om de doelstellingen te realiseren, is een combinatie van alle warmtetechnieken en -bronnen nodig', staat er in het ontwerp.

Afbeelding: Adobe Stock