Het riool als warm bad: (bijna) gasloos verwarmen dankzij riothermie

Riothermie is een relatief nieuwe techniek om thermische energie terug te winnen uit ons afvalwater. Zo kan het warme water van douche, afwasmachine, en spoelbak, dat wordt geloosd op het riool, worden gebruikt als duurzame energiebron. Met behulp van warmtewisselaars en warmtepompen is het mogelijk om gebouwen daarmee op een duurzame manier te verwarmen. Riothermie wordt mede daarom gezien als een mooie kans voor gemeenten en waterschappen om klimaatdoelstellingen te behalen.

Van zwembad tot woningbouw

Zwembaden in Urk, Raalte en Rosmalen maken al gebruik van deze techniek. Tot nu toe beperkte riothermie zich voornamelijk tot zwembaden vanwege de grote vraag naar lage temperatuur warmte, maar momenteel wordt het eerste project ontwikkeld waarbij riothermie is toegepast in de woningbouw. De Gemeente Goes en woningbouwcorporatie RWS/Marsaki ontwikkelen 60 appartementen die binnenkort worden verwarmd en voorzien van warm tapwater met behulp van warmte uit het riool.

Hoewel de zwembaden en het woningbouwproject allemaal ‘riothermie’ toepassen zijn er verschillen in de gebruikte techniek en de betrokken partijen. Dit heeft te maken met de institutionele en ruimtelijke context waarin de projecten plaatsvinden, en laat goed zien dat elke locatie maatwerk vereist.

De “knip”

Een laag thermisch energiesysteem bestaat, grof gezien, uit vier onderdelen: de winning van thermische energie, opslag, distributie en de levering aan de eindgebruiker(s). Behalve dat er verschillende mogelijkheden zijn qua techniek per onderdeel, is er ook verschil in de partijen die verantwoordelijkheid dragen.

Het terugwinnen van warmte gebeurt bij riothermie in het riool, en kan zowel bij vuil- als gezuiverd water. Hierbij is direct al een verschil in de betrokkenheid en rolverdeling tussen partijen te zien. Zo vallen transportleidingen van vuil water onder de verantwoordelijkheid van de gemeente, terwijl rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) en gezuiverd water onder het mandaat van de Nederlandse waterschappen vallen. Bij de zwembaden van Urk en Rosmalen en het woningbouwproject in Goes wordt warmte teruggewonnen uit vuil water door de gemeente. Het zwembad in Raalte daarentegen maakt gebruik van warmte uit het effluent van de zuivering en is daardoor de verantwoordelijkheid van het waterschap. De plek van het terugwinnen van warmte in de waterketen bepaalt in deze projecten dus welke partij verantwoordelijk is voor dit onderdeel.

Nadat de warmte is teruggewonnen kan het meteen worden gebruikt of eerst worden opgeslagen. In Urk is hiervoor een warmte-koude opslag (WKO) aangelegd. Deze installatie zorgt ervoor dat een teveel aan warmte wordt bewaard, en fungeert tevens als back-up van het systeem door middel van open bodem energie. Urk heeft in tegenstelling tot de andere gemeenten geen gescheiden riool. Op warme dagen kan met de WKO extra warmte worden opgeslagen. Wanneer er onvoldoende warmte kan worden teruggewonnen uit het riool door bijvoorbeeld een koude regenbui wordt de extra benodigde warmte vanuit de grond aangevoerd en door een warmtepomp opgewaardeerd.

In Goes is ook een reservesysteem aangelegd, maar dan in de vorm van een traditionele gasgestookte CV-ketel voor het opvangen van het piekvermogen. In het geval er niet genoeg warmte kan worden geleverd of de kwaliteit ervan moet worden opgewaardeerd naar een hogere temperatuur zal deze automatisch inschakelen. De verschillen tussen de toegepaste back-up systemen zijn groots. Een WKO is een duurzame back-up optie en draagt bij aan de energiezuingheid van het gebouw, terwijl een CV op gas dat natuurlijk niet is. Aan de andere kant zijn de kosten voor het benutten van de bodem als energiebuffer aanzienlijk hoger en is er een vergunning voor nodig.

Zowel de opslag als het opwaarderen van de warmte in Urk en Goes wordt beheerd door de gemeente, dezelfde partij die ook de terugwinning voor haar rekening neemt. De overige twee zwembaden (Raalte en Rosmalen) hebben geen alternatieve installatie indien het riothermie systeem faalt. Voor opwaardering van de warmte wordt in Raalte en Rosmalen gebruik gemaakt van warmtepompen. Hierdoor wordt de kans dat het water niet warm genoeg is minimaal.

Het feit dat in Goes woningen in plaats van een zwembad moeten worden verwarmd lijkt een back-up en betrouwbare manier van warmte opwaarderen extra belangrijk te maken. Daarnaast was het niet-gescheiden riool op Urk een reden voor de aanleg van een WKO als extra zekerheid.

Nadat de warmte is teruggewonnen wordt het gedistribueerd. In alle vier de riothermie projecten wordt dit gedaan door dezelfde partij die de warmte terugwint. Dat heeft als voordeel dat er wordt bespaard op kosten voor contractvorming en risico- en winstopslag, maar tevens dat op dit punt geen leveringsgarantie hoeft te worden gegeven van de hoeveelheid warmte en de kwaliteit ervan.  Een andere mogelijkheid zou zijn om de distributie en levering van energie over te laten aan bijvoorbeeld een energiecorporatie. Zij hebben hier immers ervaring mee, hoewel misschien niet persé met energie uit water. De reden om het echter zelf te doen heeft wellicht ook te maken met verkennen van een nieuw soort taak binnen de organisatie.

Tot slot vind de levering van de warmte plaats. Bij alle drie de zwembaden geldt dat ook dit weer door dezelfde partij wordt gedaan (de gemeente ofwel het waterschap). De ontwikkeling van het appartementencomplex in Goes is wat betreft dit laatste onderdeel, de levering aan de eindgebruikers, iets complexer. De gemeente Goes werkt daar samen met woningbouwcorporatie RWS en vastgoedadviseur Marsaki, die het riothermiesysteem heeft ontwikkeld en uitvoert. De gemeente levert de energie aan de corporatie, die weer doorlevert aan de huurders. Dat is weer een nieuw soort taak voor de gemeente; gemeenten waren net ontwend om zelf energieproducent en –leverancier te zijn. Tussen de gemeente Goes en RWS is een overeenkomst afgesloten waarin een minimale flow van 7 liter water per seconde wordt gegarandeert voor een periode van 50 jaar. Er is een getekende overeenkomst dat de gemeente verantwoordelijkheid draagt tot aan de erfafscheiding, daarna neemt RWS de levering over, wat voor een woningcorporatie opvallende keuze is. RWS heeft hiervoor een eigen warmte BV waarvan het beheer is ondergebracht bij een derde partij. Door het project in eigen hand te houden blijven de woonlasten zo laag mogelijk. Dat is anders wanneer een marktpartij wordt ingeschakeld.

Na levering: de eindgebruiker

Omdat riothermie tot nu toe alleen is toegepast in gemeentelijke zwembaden, is de gemeente in alle gevallen ook eindgebruiker. Voor het zwembad in Rosmalen betekent dat dat niet alleen de vier onderdelen van het systeem beheerd en uitgevoerd worden door de gemeente. Er komen helemaal geen derden aan te pas; alles blijft binnen de eigen organisatie. Hoewel er natuurlijk nog steeds een verdeling is van kosten en opbrengsten binnen de verschillende afdelingen van de gemeente, was er geen externe partij nodig om dit project te realiseren. De scheiding in kosten en opbrengsten is doorgevoerd door het zwembad bij te laten dragen aan de hand van de energiebesparing in de komende 10-15 jaar. De gemeente treedt hier dus in principe op als energieleverancier, maar wel aan zichzelf.

Het project in Goes heeft een bijzondere groep eindgebruikers: de huurders van woningbouwcorporatie RWS. Voor een corporatie is een van de belangrijkste speerpunten om de kosten voor huurders zo laag mogelijk te houden. Het project mocht dus niet zorgen voor hogere woonlasten. Door middel van een éénmalige Europese subsidie (ontvangen uit het programma OP Zuid) was het mogelijk om de exploitatie voor RWS kostendekkend te maken. Als corporatie zijnde was deze kostendekking een belangrijke voorwaarde. De warmte BV van RWS levert warmte aan meerdere wooncomplexen en hanteert daarbij een gelijk tarievenstelsel. Huurders hebben dus geen voor- of nadelen van het riothermie systeem wat betreft de kosten.

Politieke wil voor innovatie

Door de verschillen in taakverdeling en rollen is de financiering en business case van de projecten ook op verschillende manieren ingevuld.

In Raalte is gebruik gemaakt van een Europese subsidie doordat het project deel uitmaakt van INNERS, een onderzoeksprogramma dat zich richt op energieterugwinning uit de watercyclus. Deze subsidie is bepalend geweest voor de verdeling van kosten en baten. Een van de voorwaarden voor het verkrijgen ervan was dat het waterschap (Groot Salland) geen prijs mocht doorberekenen aan de eindgebruiker, in dit geval de gemeente, voor de geleverde energie. Het gemeentelijk zwembad heeft daar veel profijt van; zij ontvangen namelijk gratis warmte. In ruil daarvoor is afgesproken dat de gemeente Raalte de onderhoudskosten van de installaties voor haar rekening neemt. De subsidie was in dit geval dus van grote invloed op de manier waarop de business case is ingericht, en maakt het wellicht minder tot voorbeeld voor andere projecten waarbij het bereiken van een positieve business case wellicht veel meer leidend zou zijn.

In Urk was juist de politieke wil om te innoveren doorslaggevend voor het realiseren van het project, maar wel met een sluitende business case als expliciete voorwaarde. De extra kosten voor de riothermie-installaties moesten worden terugverdiend door middel van lage energiekosten, waarvoor een terugverdientijd van 12 jaar werd gehanteerd. Het toepassen van riothermie met een sluitende business case werd mede mogelijk doordat de verbouwing van het bestaande zwembad en de renovatie van het rioolgemaal al op de planning stonden. Installaties moesten sowieso vervangen worden en daardoor waren financiele middelen beschikbaar voor een nieuw systeem.  Dat was mede mogelijk door de verbouwing van het bestaande zwembad (nieuwe installaties) en de renovatie van het rioolgemaal.  Zo was ook in Rosmalen de herontwikkeling van het gebied de directe aanleiding om riothermie toe te passen. De riolering werd vervangen doordat in de directe nabijheid een nieuwe wijk wordt ontwikkeld en het binnenbad kreeg een upgrade.

Lessons learned

Alles in eigen hand: besparing transactiekosten

Veel onderdelen van de keten zijn in eigen hand gehouden.  Zo is iedere partij die de warmte terugwint ook verantwoordelijk voor (eventuele) opslag, distributie en levering ervan. Dat brengt voordelen met zich mee, omdat er niet op elk onderdeel een risico- en winstopslag bijkomt. De transactiekosten van de hele keten zijn dus beperkt.

Publiek-publieke samenwerking: zelfde lange termijn perspectief

De gemeente Goes zal als eerste wel warmte door gaan leveren aan een derde partij, en laat daarmee de levering aan de eindgebruiker over aan een woningbouwcorporatie. Hiervoor zijn afspraken gemaakt betreft de minimale flow van water (7 liter per seconde) en de periode van levering (50 jaar). De lange termijn waarop corporaties betrokken zijn bij hun vastgoed is hierbij een voordeel. Projectontwikkelaars zijn vaak betrokken voor een korte periode, waarna het opgeleverde pand liefst wordt verkocht met winst. Het heeft dan weinig nut om waarde te hebben in het gebied. Een exploitatieperiode van 15 jaar is behapbaar voor een corporatie omdat de voorraad in eigen bezit blijft. Daarnaast hebben zij geen winstoogmerk, maar worden zij wel geacht bij te dragen aan maatschappelijke doelstellingen als de energietransitie en het bereiken van klimaatdoelstellingen.

Daar komt bij dat commerciële partijen waarschijnlijk alleen geïnteresseerd zijn in projecten waar winst op te behalen valt. Dat betekent dat zij niet instappen bij projecten met een minder rendabele businesscase wat een negatief effect kan hebben op de energietransitie.

Grijp kansen die zich voordoen aan om het project te starten

Kansen voor de projecten kwamen veelal voort uit een vernieuwingsopgave. In Goes lag bijvoorbeeld al een vervangingsopgave voor de riolering, net als in Rosmalen en Urk de renovatie van het zwembad op de planning stond. Dat zijn investeringen die sowieso gedaan moesten worden. De extra kosten voor de warmtewisselaars worden terugverdiend over langere tijd (rond de 15 jaar) door middel van lagere energielasten, of zijn tot nu toe gecompenseerd met subsidie.

Neem risico’s voor lief

De afnemers van de warmte zijn tot nu toe beperkt gebleven tot een enkele partij: een zwembad of een corporatie met huurders. De vraag is natuurlijk of riothermie ook toepasbaar is op grotere schaal, met meerdere eindgebruikers. Meer afnemers zou gevolgen kunnen hebben zoals hogere kosten, meer risico en meer complexiteit. Daarnaast is in het merendeel van de projecten geen leveringsgarantie afgesproken, noch is deze verzekerd door een back-up installatie. Als partijen niet alleen aan zichzelf leveren (Urk & Rosmalen) of gratis leveren met behulp van subsidie (Raalte) maar ook aan derden met een kostprijs per KJ warmte is het onzeker hoeveel kosten erbij komen om levering en kwaliteit te kunnen garanderen.

Door: Eva Ros & Ellen van Bueren