Projectgebied
Het onderzoeksgebied werd voor de drie aanbodkaarten op dezelfde manier afgebakend. Het gaat om het grondgebied van de stad Antwerpen exclusief het deel in beheer van het Gemeentelijk Havenbedrijf.
Aanbodkaart restwarmte
Restwarmte werd in het kader van de opdracht omschreven als de warmte die geproduceerd wordt als bijproduct van een bepaald proces en die geen toepassing meer vindt binnen de grenzen van een bedrijf. Haskoning DHV heeft een inventarisatie opgemaakt van potentiële restwarmtebronnen binnen het onderzoeksgebied.
Deze inventarisatie werd uitgevoerd op basis van een screening van de milieuvergunningen. Na toekenning van scores aan de verschillende Vlarem-rubrieken werd een beperkt aantal bedrijven gecontacteerd voor een interview. Om technisch werkbare business cases voor restwarmte-uitwisseling in kaart te brengen, dienen de karakteristieken van de restwarmte aan een aantal minimale eisen te voldoen (minimaal vermogen, voldoende continuïteit en acceptabele temperatuur). Er konden drie bedrijven geïdentificeerd worden die restwarmtebronnen ter beschikking hebben die voldoen aan de eisen. Ook wanneer we de eisen zouden uitbreiden met lagere temperaturen (tussen 30 en 60 °C) werden niet meer restwarmtebronnen gevonden.
Besluiten en aanbevelingen
Het feit dat slechts een beperkt aantal bedrijven werd weerhouden als potentiële kandidaat voor restwarmtelevering is te verklaren door het type bedrijfsactiviteiten in de onderzochte zone. Deze zone kent vrij weinig activiteiten die gepaard gaan met verbranding (afval of andere grondstoffen) of grootschalige exotherme processen (bijvoorbeeld petrochemische industrie van het havengebied).
Globaal wordt vastgesteld dat veel van de onderzochte bedrijven warmte nodig hebben voor hun activiteit. Op dit ogenblik wordt deze warmtevraag door de bedrijven zelf ingevuld. Op termijn zou de warmtevraag kunnen ingevuld worden met warmte vanuit een stadswarmtenet. Dit creëert perspectief voor de bedrijven die hun productie willen verduurzamen via een stabiele en lokale energiebron. Bij de bezochte bedrijven bleek het gebruik van de zelf gegenereerde warmte zeer efficiënt georganiseerd waardoor weinig warmte moet afgevoerd worden.
In drie bedrijven bleef na deze efficiënte opwekking en gebruik nog nuttig inzetbare restwarmte over:
- een eerste mogelijke bron van warmte is de verbrandingsoven van ISVAG te Wilrijk. Hier is een thermisch vermogen van circa 3,6 MegaWatt (MWth) (potentieel 5,4 MWth) beschikbaar aan restwarmte . Ook afnemers van warmte zijn in de buurt gelegen. Deze potentiële warmte-uitwisseling vormt reeds onderdeel van een lopende studie en werd niet in detail besproken;
- een tweede bron van warmte werd aangetroffen op de site van Agfa Gevaert. Hier is in principe geen echte restwarmte in de zin van warmte die weggekoeld wordt, maar er is wel een interessante mogelijkheid om warmte aan een eventueel collectief verwarmingsnet te leveren met een hogere efficiëntie dan een apart warmtenetwerk. Dit kan door gebruik te maken van warmtekrachtkoppeling (WKK), waar de elektriciteit zelf verbruikt wordt en de warmte aangeleverd wordt aan een netwerk. Ook de beschikbare stoomketel van 50 MegaWatt (MW) is mogelijk interessant als back-up systeem. Aangezien dit geen restwarmte betreft, werd geen technisch-economische evaluatie uitgevoerd;
- een derde potentiële bron is gelegen bij Umicore in Hoboken waar er ongeveer 3 MWth restwarmte beschikbaar is aan een temperatuur geschikt voor een warmteuitwisselingsproject. Als mogelijke scenario’s voor warmte-uitwisseling onderscheiden we enerzijds een scenario waarbij de nabijgelegen wijk Moretusburg kan aangesloten worden en anderzijds een scenario voor de aankoppeling van de nieuw geplande industriezone Blue Gate Antwerp, circa 4 kilometer van de site gelegen. Uit de evaluatie blijkt dat vooral het tweede scenario onder bepaalde voorwaarden mogelijk interessant kan zijn voor een restwarmte-uitwisselingsproject.
Met deze 3 bedrijven werden reeds concrete stappen gezet naar de valorisatie van de beschikbare restwarmte. Daarbij zal de stad in business-to-businessprojecten steeds faciliterend optreden en tegelijk de publieke belangen verdedigen. Waar relevant zal er in de stadsontwikkelingsprojecten of ruimtelijke planning rekening gehouden worden met de aanwezigheid van deze warmtebronnen. Zodra vanuit de bedrijven of de stad concrete engagementen ontstaan die in het publieke domein ingrijpen, zal daarover aan het college worden gerapporteerd.
Het rapport en de bijbehorende kaarten worden ter beschikking gesteld aan de stedelijke diensten via onder meer "stad in kaart". Daarnaast is ook een publieke versie, ontdaan van vertrouwelijke bedrijfsinformatie, beschikbaar voor publicatie.
Aanbodkaart bodemenergie
Binnen het geheel van toepassing van bodemenergie wordt onderscheid gemaakt tussen ondiepe en diepe systemen. Diepe geothermische systemen (ook wel aardwarmtesystemen genoemd) pompen warm grondwater met een temperatuur van minimaal 65 °C op van dieptes van enkele kilometers. Deze warmte wordt gebruikt voor grootschalige directe verwarming of voor het opwekken van elektriciteit. Bij ondiepe systemen wordt warmte of koude opgeslagen in, of onttrokken aan, de bodem tot een diepte van tweehonderd meter. Deze warmte heeft een veel lagere temperatuur en zal met behulp van een warmtepomp moeten verhoogd worden tot een voor verwarming bruikbare temperatuur.
De opgestelde bodemkaart beperkt zich tot de ondiepe systemen omdat eerder onderzoek reeds (Interreg GEO-HEAT APP) aantoonde dat de Antwerpse ondergrond nauwelijks geschikt is voor diepe systemen. Binnen de ondiepe systemen wordt vervolgens weer onderscheid gemaakt in open en gesloten systemen of "koude-warmteopslag" (KWO) en "boorgatenergieopslag" (BEO) in het bijzonder. De werking van beide systemen wordt in het rapport bondig omschreven waarna de evaluatie van het potentieel voor beide technieken wordt besproken.
Het potentieel van beide technieken hangt in de eerste plaats af van de eigenschappen van de ondergrond. Voor elke techniek werden daarom speciefieke randvoorwaarden voor de ondergrond opgesteld. Aan de hand van deze randvoorwaarden en gegevens met betrekking tot de ondergrond zoals warmtegeleidbaarheid, watervoerende lagen en waterdoorlaatbaarheid werd het ruwe potentieel bepaald voor beide technieken. Dit werd op kaart weergegeven als het gemiddelde energieaanbod op jaarbasis per oppervlakte-eenheid.
Bij de bepaling van het ruwe potentieel werd geen rekening gehouden met de restricties die de bovengrond eventueel oplegt. Daarom werd het potentieel nog verder verfijnd naar een realistisch potentieel. Daarin werd rekening gehouden met bebouwing, openbaar domein en eventuele milieutechnische beperkingen. Als resultaat werden voor elke techniek kaarten opgeleverd van het realistisch potentieel. Voor de BEO-techniek, die ook voor particuliere huishoudens toepasbaar is, werd tot op perceelsniveau een inschatting gemaakt van het op jaarbasis beschikbaar vermogen voor verwarming. Als dit word afgezet tegen een gemiddeld benodigd vermogen voor ruimteverwarming kan er voor elk perceel bepaald worden of de BEO-techniek kan instaan voor verwarming.
Besluiten en aanbevelingen
Beide technieken kunnen toegepast worden, al vraagt KWO omwille van een grote variabiliteit in de doorlatendheid van de watervoerende pakketen een detailstudie voor elk project. Daarbij wordt aanbevolen proefboringen uit te voeren met pompproef en grondwatermetingen. De BEO-techniek heeft het grootste potentieel in de minder dicht bebouwden delen van de stad, het noorden en de 20e-eeuwse gordel. Dit omwille van haar grotere ruimtebeslag voor eenzelfde vermogen.
De summiere financieel-economische doorrekening van de beide technieken tonen aan dat aanvaardbare rendementen kunnen geraliseerd worden bij nieuwbouw of totaalrenovatie. Het rendement is echter sterk afhankelijk van de schaalgrootte: appartementsgebouwen, kantoorgebouwen of kleinschalige warmtenetten zijn daarom meer evidente kandidaten voor toepassing van de techniek.
Het rapport besluit met enkele beleidsaanbevelingen inzake bodemenergie. Daarbij kan de overheid stimuleren, faciliteren of afdwingen. De aanbevelingen focussen zich vooral op de eerste twee principes. Stimuleren kan door te informeren, het kaartmateriaal dat werd opgeleverd kan daarin een belangrijke rol spelen en sluit aan bij de dakenpotentieelkaart ("zoom in op uw dak"). Daarnaast kan de overheid faciliterend optreden door te voorzien in tools die de realisatie van een bodemenergie-installatie vereenvoudigt vanaf de ontwerpfase. Het systeem zoals dit voorzien is in Stockholm biedt daarbij inspiratie. In stadsontwikkelingsprojecten kan ze bovendien nog actiever optreden door initiatie van de noodzakelijke vooronderzoeken. De resultaten daarvan kunnen de realisatie van bodemenergieprojecten in de hele ontwikkeling versnellen.
De ontsluiting van het kaartmateriaal via de "zoom in op uw dak"-tool werd reeds geïnitieerd. Intern worden de gegevens ontsloten via de "stad in kaart" viewer zodat deze gegevens ook gebruikt kunnen worden bij de visievoming voor stadsontwikkeling en stadsplanning.
Aanbodkaart warmte uit afvalwater (riothermie)
Afvalwater is een wat onderbelichtte bron van energie. Toch zijn er intussen technieken, ook wel riothermie genoemd, ontwikkeld die warmte kunnen ontrekken aan het rioolstelsel. Deze zijn intussen ook met succes toegepast in een aantal buitenlandse projecten. Ook in eigen land zijn er enkele pilootprojecten. Riothermie heeft in het bijzonder in een stedelijke omgeving, met haar dichte rioleringsnetwerk, een groot potentieel voor de productie van groene warmte.
De studieopdracht die door VITO werd opgenomen in het kader van het project "Step-Up" start met een beschrijving van de techniek en welke toepassingsmopgelijkheden er bestaan. Vervolgens worden de verschillende uitvoeringstechnieken belicht en onderling vergeleken. De prestaties van een riothermiesysteem worden ook vergeleken met die van een boorgatenergieopslag systeem (BEO). De studie besteedt ook ruim aandacht aan de ervaringen uit binnen- en buitenland. Voornamelijk de binnenlandse ervaringen zullen een belangrijke bijdrage kunnen leveren in het vervolgtraject van de de studie.
Op basis van de gegevens die Rio-Link kon verstrekken over het Antwerpse rioleringssysteem werd een kansenkaart aangemaakt voor riothermie. Voor elk meetpunt in het rioleringsnet werd berekend hoeveel warmte er potentieel aan ontrokken kan worden. Uit de evaluatie van de verschillende riothermiesystemen en de voorbeelden kon een minimaal droogweerdebiet worden bepaald waarbij een riothermie project levensvatbaar zou zijn. Door deze ondergrens toe te passen op de basisgegevens bekomen we een beeld van de stad Antwerpen waarop zeer duidelijk enkele kansengebieden af te lijnen zijn. Deze lopen grotendeels gelijk met de grote collectoren van het afvalwater en zijn dus lijnvormig.
Besluiten en aanbevelingen
In deze kansengebieden kan riothermie een belangrijke bijdrage leveren aan de verduurzaming van de verwarming van gebouwen. Vooral voor grote collectieve gebouwen (appartementsgebouwen) en publieke gebouwen is de techniek geschikt. In de eerste plaats moet de kansenkaart dus toegevoegd worden aan het instrumentarium van stadsplanning en stadsontwikkeling. De kaart wordt daarvoor ontsloten via "stad in kaart".
Voor grote nieuwbouw of renovatieprojecten in de kansengebieden is het interessant om de haalbaarheid van een riothermieproject nader te onderzoeken. Daartoe kan de stad zelf initiatief nemen om deze relatief nieuwe, maar beloftevolle techniek te ondersteunen.