Vijf studenten van de Master Energy Science aan de Universiteit Utrecht hebben hun consultancyproject succesvol afgerond bij BlueTerra. Het onderzoek, met de titel ‘Emission reduction for small greenhouse horticulture clusters in the Netherlands’, richt zich op de uitdagingen en mogelijkheden voor verduurzaming van kleinere glastuinbouwclusters in Nederland. Er waren meerdere opties voor een volledig duurzaam warmtesysteem. In dit artikel leest u de onderzochte opties en welke technieken eventueel geschikt kunnen zijn.
Klimaatdoelstellingen
De Nederlandse overheid heeft ambitieuze klimaatdoelstellingen voor de glastuinbouwsector vastgesteld: een reductie van 50% in CO2-uitstoot tegen 2030 en volledige CO2-neutraliteit tegen 2040. Grote tuinbouwclusters kunnen profiteren van schaalvoordelen om deze doelen te bereiken, maar kleinere clusters staan voor grotere uitdagingen. De studenten hebben een case study gedaan en het gebied De Nieuwe Wetering geselecteerd. De Nieuwe Wetering heeft een oppervlakte van ongeveer 16 hectare en behoort daarmee tot de groep kleinere glastuinbouwclusters. Dit cluster bevindt zich in de gemeenten Kaag en Braassem en valt binnen het gebied van Greenport Aalsmeer. In dit gebied zijn er 7 tuinders actief. De studenten hebben contact gehad met de tuinders via zowel gesprekken als een enquête.
Uitgangspunt: volledig CO2-neutraal
In het onderzoek zijn relevante technologieën geselecteerd met behulp van de SDE++-subsidieregeling. Bij het selecteren van de relevante technologieën is bijvoorbeeld rekening gehouden met de energievraag van het cluster, evenals met technische beperkingen. Daarnaast worden technologieën gebaseerd op omgevingsfactoren, zoals restwarmte, overwogen indien van toepassing in de regio. Het uitgangspunt van het onderzoek was een volledig duurzaam warmtesysteem waarbij geen CO₂-uitstoot plaatsvindt.
De Energy Science studenten zijn begeleid door Pim van Dijk, neem voor meer informatie contact op met Pim.
Analyse en resultaten
Na het analyseren van 119 technologieën zijn er 4 als relevant bevonden voor Nieuwe Wetering, en daarmee mogelijk ook voor andere kleinere tuinbouwclusters in Nederland:
| Nr. | Naam van de technologie | Beschrijving van de technologie |
|---|---|---|
| 1 | Aqua thermische energie, geen basislast, thermische opslag (WKO) | Een warmtewisselaar onttrekt warmte aan oppervlaktewater in de zomermaanden. Deze warmte wordt opgeslagen in een ondergrondse thermische opslag. Een warmtepomp verhoogt de temperatuur wanneer de warmte nodig is (Netwerk Aquathermie, z.d.). Deze installatie wordt niet gebruikt om een basislast te dekken, wat betekent dat het 3500 vollasturen werkt (PBL et al., 2024). |
| 2 | Luchtwarmtepomp, lage temperatuur, kassen | Deze warmtepomp gebruikt buitenlucht als warmtebron met lage temperatuur. Het bestaande warmtedistributiesysteem binnen de kassen wordt gebruikt. Deze methode maakt een lokaal verwarmingssysteem mogelijk (PBL et al., 2024). |
| 3 | Grootschalige elektrische boiler | Grootschalige elektrische boilers die buiten piekuren werken, kunnen worden gebruikt om in de piekwarmtevraag van de kassen te voorzien, aangezien de veronderstelde versies een flexibele capaciteit hebben (PBL et al., 2024). |
| 4 | Restwarmte met warmtepomp, verhouding lengte/vermogen (m/kWth) ≥ 0.4 | De afvalwaterzuiveringsinstallatie is een potentiële bron van restwarmte. Deze restwarmte kan via een warmtepomp opnieuw worden verwarmd tot de vereiste temperatuur. Het restwarmtesysteem wordt gecategoriseerd via de verhouding lengte/vermogen (m/kWth). De subsidie neemt toe parallel aan de verhouding lengte/vermogen (PBL et al., 2024). |
Vervolgens zijn er drie scenario’s verder uitgewerkt:
- Scenario 1: Luchtwarmtepomp & elektrische ketel
- Scenario 2: Luchtwarmtepomp, elektrische ketel & thermisch opslagsysteem
- Scenario 3: Restwarmte van een nabijgelegen bron in combinatie met een waterwarmtepomp & elektrische ketel
In scenario 1 en 2 wordt de basislast gedekt door een warmtepomp, terwijl de piekvraag wordt gedekt door een elektrische ketel. In scenario 3 wordt eerst gebruikgemaakt van restwarmte, gevolgd door de warmtepomp voor de basislast en de elektrische ketels voor de piekvraag.
Van de verschillende scenario’s en van het referentiescenario zijn de Levelized Cost of Electricity (LCOE) bepaald. De LCOE is een maatstaf die wordt gebruikt om de kosten over de levensduur van een installatie aan te geven. De LCOE en de jaarlijkse kosten van de verschillende scenario’s zijn weergegeven in onderstaande figuur en tabel.
| Referentie | Scenario 1 | Scenario 2 | Scenario 3 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| LCOE | €/MWh | 74.90 | 143.76 | 138.99 | 141.12 |
| LCOE | €/GJ | 20.81 | 40.30 | 38.97 | 39.40 |
Bij de grafiek en de tabel is te zien dat de LCOE van de scenario’s met duurzame energietechnologieën aanzienlijk hoger zijn dan de LCOE van het referentiesysteem. Dit zal ook het geval zijn indien er een extra belasting op aardgas wordt gelegd. Dit suggereert dat een collectief verwarmingssysteem op basis van de capaciteiten waarschijnlijk economisch niet haalbaar is. Alle onderzochte scenario’s zijn duurder dan het referentiescenario (huidige systemen die niet volledig zonder CO2-uitstoot zijn.). Dit zelfs indien er rekening werd gehouden met een mogelijke stijging van de referentiekosten en de SDE++-subsidie (op basis van de 2023-regeling).
Conclusie: grote stappen zijn mogelijk
De route naar CO2-neutraliteit zal waarschijnlijk in stappen moeten worden genomen, waarbij flexibiliteit en economische haalbaarheid zorgvuldig worden afgewogen. Er wordt geconcludeerd dat een hybride scenario, dat niet CO2-neutraal is maar wel een grote reductie van CO2-emissie oplevert, wellicht een goede optie is. Dit kan bijvoorbeeld door een warmtepomp die de basislast bijna kostenefficiënt kan waarborgen. Met name is een nieuwe technologie nodig voor de piekmomenten om een kosteneffectief CO2-neutraliteitsscenario te realiseren.
Hieronder is het gehele onderzoek van Daan van Loenen, Ties Damen, Thymen Ottenhoff, Sjoerd Theulen en Rick Verheijen in te zien en te downloaden.