2014_CBS_01906 - Duurzame stad - Haalbaarheidsstudie en start ontwikkelingstraject warmtenet Luchtbal. Opstart multilaterale gesprekken - Goedkeuring

De gemeenteraad keurde op 27 juni 2011 het klimaatplan (jaarnummer 920) goed waarin het zich engageert om onder andere tegen 2050 CO2-neutraliteit te bereiken. Daarin worden warmtenetten vermeld als belangrijke infrastructuur om de energietransitie naar een koolstofarme economie door te maken.

De stad Antwerpen heeft de haalbaarheid van warmtenetten voor het gebied Antwerpen Luchtbal laten onderzoeken. Op die manier kan door het beleid op onderbouwde wijze een beslissing genomen worden over de verdere ontwikkeling van een warmtenet. Deze studie maakt deel uit van het onderzoeksproject MIP-HEAT (zoals goedgekeurd door de gemeenteraad op 30 januari 2012, jaarnummer 45) dat in november 2013 is afgerond. MIP-HEAT bracht onder projectleiding van de stad Antwerpen volgende partners samen: Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen (GHA), Infrax en EDF Luminus. Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) en 3E werden aangesteld als onderzoekspartners. Het Milieu- en energietechnologie Innovatie Platform (MIP) maakte via een subsidietoelage het project mede mogelijk.

Deze deelstudie over Antwerpen Luchtbal vormde het tweede onderzoeksgebied binnen HEAT, naast de haalbaarheidsstudie warmtenet Nieuw Zuid. In navolging van de haalbaarheidsstudie warmtenet Nieuw Zuid nam het college op 13 juli 2012 de beslissing (jaarnummer 7434) om een warmtenet te ontwikkelen via een concessiesopdracht (zoals goedgekeurd door het college op 6 september 2013, jaarnummer 8932).

De aanleg van een warmtenet op Luchtbal is de eerste bouwsteen om een structurele kentering te realiseren waarin restwarmtevalorisatie op termijn een centrale rol kent. Het onderzoeksproject MIP-Havenwarmte onder leiding van het Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen en in samenwerking met onder meer Essenscia, Maatschappij Linkerscheldeoever en VITO toonde in 2012 aan dat met bestaande technologie restwarmtevalorisatie via warmtenetten de meest haalbare oplossing blijkt voor laagwaardige industriële restwarmte (tussen 80 en 120 °C). 

Methodologie en uitgangspunten van het haalbaarheidsonderzoek
Luchtbal werd verkozen als onderzoeksgebied binnen HEAT. Dit is toe te schrijven aan de gunstige kenmerken van het gebied voor warmtenetten:

• grote warmtevraag per potentieel aansluitpunt (na optimalisatie energiebehoefte);
• dichte ruimtelijke concentratie van potentiële aansluitpunten;
• een sterk aandeel publieke eigendom van de potentiële aansluitpunten;
• weinig verschillende eigenaars over de aansluitpunten;
• voorspelbaar energie-afnameprofiel over de aansluitpunten;
• het merendeel van de bestaande bouw en nieuwbouw beschikt vandaag reeds over blokverwarming wat de aankoppeling op een warmtenet vergemakkelijkt;
• weinig recent uitgevoerde of vastgelegde voor warmtenetten contraproductieve investeringen;
• aanwezigheid van onverharde stroken en brede voetpaden in het openbaar domein;
• goede ligging ten aanzien van de haven met het oog op het gebruik van restwarmte in een latere fase.

De centrale onderzoeksvraag was: is het gegeven de randvoorwaarden technisch en economisch haalbaar om op Luchtbal een warmtenet, gevoed met industriële restwarmte aan te leggen en te beheren?

Dit onderzoek is verricht vanuit volgende uitgangspunten:

• rekening houdend met de fasering van de reeds gekende en geplande andere infrastructuurprojecten op Luchtbal;
• de flexibiliteit herbergen om het warmtenet stelselmatig uit te bouwen naar de omgeving;
• de eis dat de oplossing voor de consument niet meer mag kosten dan de totale kost die hij/zij zou hebben met de referentieoplossing (aardgasketel).

Het onderzoeksgebied werd opgesplitst in deelgebieden die voor de berekeningen werden gecombineerd tot verschillende clustergroottes:

• cluster 1 = het merendeel van de gebouwen besloten tussen de Groenendaallaan, de Noorderlaan, de Manchesterlaan en de A12/E19;
• cluster 2 = cluster 1 + het merendeel van de gebouwen besloten tussen de Groenendaallaan, de Vosseschijnstraat, de Michiganstraat en de Noorderlaan;
• cluster 3 = cluster 2 + het merendeel van de gebouwen besloten tussen de Ekersesteenweg, de Noorderlaan, de Manchesterlaan en de A12/E19.

Er werden per clustergebied meerdere warmteproductiesamenstellingen doorgerekend. Het verschil tussen de samenstellingen is gelegen in de opstarttechnologie van het warmtenet:

• samenstelling 1 – opstart via een biomassaketel en aardgasketels;
• samenstelling 2 – opstart via warmtekrachtkoppeling op aardgas en aardgasketels;
• samenstelling 3 – opstart enkel via aardgasketels;
• samenstelling 4 – opstart via thermische zonnecollectoren en aardgasketels.

Een constante hierin was dat een kleine warmtekrachtkoppeling instaat voor de elektriciteitsproductie van het eigen elektriciteitsverbruik voor onder andere de circulatiepompen. Een aardgasketel speelt een belangrijke rol als piekvermogen en back-up vermogen in de warmtevoorziening. Tien jaar na realisatie van de eerste warmteaansluiting wordt industriële restwarmte aangekoppeld. Deze periode is nodig om de restwarmtekoppeling en de uitbreiding van het warmtenet naar de omgeving te realiseren.

Technische & economische haalbaarheid
Alle voorgestelde concepten zijn technisch haalbaar. De aardgasgestookte oplossingen zijn technisch het makkelijkst realiseerbaar. Bij de productieconcepten met biomassa moet opslagruimte en brandstoftransport voorzien worden. De oplossing met thermische zonnecollectoren eist de beschikbaarheid van een aantal grote daken langs de Groenendaallaan.

Bij berekening van de energieconcepten werd rekening gehouden met een renovatie van de gebouwen doorheen de jaren. De warmtevraag van de gebouwen werd bij aanvang van de warmtelevering geraamd op 22 gigawattuur (GWh) per jaar voor cluster 1 en op 41,5 GWh per jaar voor de grote cluster 3. De respectievelijke piekvermogens zijn 5,5 tot 10,5 megawatt thermisch vermogen (MWth).

Voor de locatie van de warmtecentrale op Luchtbal is aangenomen dat deze gebouwd wordt op een braakliggend perceel in eigendom van de stad Antwerpen, gelegen in cluster 1 langs de Noorderlaan. In het masterplan Luchtbal, goedgekeurd door het college op 16 november 2009 (jaarnummer 16449), staat de locatie waarvan sprake ingetekend als verdichtingslocatie 1.

De aanleg van de warmteleidingen kan op de meeste plaatsen probleemloos gebeuren in de ondergrond van het openbaar domein.

De financiële rendabiliteit werd berekend over een projectduur van 30 jaar via meerdere parameters waarbij de interne opbrengstvoet op het eigen vermogen (equity IRR) voor belastingen als maatstaf wordt gehanteerd. Het scenario waarbij de opstart gebeurt via een snipperhoutketel heeft een sterk negatief rendement. De scenario’s waarbij een beperkt aandeel van de basislast in opstart wordt ingevuld via thermische zonnecollectoren vertoont een te bescheiden positieve equity IRR. Het meest winstgevende scenario is wanneer de opstart gebeurt via een warmtekrachtkoppeling die wordt geplaatst bij een bedrijf binnen cluster 2. Hierbij piekt de equity IRR tussen 13,2% en 13,9%.

Duurzaamheidsaspecten
De ecologische impact van een warmtenet voor de onderzochte gebieden werd bepaald door de emissies op vlak van koolstofdioxide (CO₂), stikstofoxides (NO_x), fijn stof en zwaveloxides (SO_x) van de verschillende energieconcepten over de projectduur te vergelijken met die van de huidige warmteproductie in de gebouwen zelf.

Globaal genomen wordt voor alle scenario's een grote CO₂-besparing (gemiddeld 55%) geraamd ten aanzien van de huidige situatie. De reductie is toe te wijzen aan de benutting van restwarmte, 10 jaar na de opstartperiode. De besparing op CO₂-emissies is het tweede grootste bij de warmteproductiesamenstelling waarbij een warmtekrachtkoppeling op de site van een bedrijf binnen cluster 2 mee instaat voor de opstart van het warmtenet. De besparing op CO₂-emissies is het grootst in geval van de opstart van het warmtenet via een snipperhoutketel.

Uit de resultaten van de emissieberekeningen blijkt dat het opstartscenario met de snipperhoutketel voor wat betreft SO_x, NO_x en fijn stof een  verhoging van de emissies inhoudt. De andere warmteproductiesamenstellingen vertonen een status quo of een bescheiden daling inzake SO_x, NO_x en fijn stof, gelet op de reeds lage uitstoot van deze polluenten in de referentieoplossing.

Conclusies haalbaarheidsstudie en mogelijke vervolgstappen
De haalbaarheidsstudie toont aan dat er financieel haalbare warmteconcepten voor Luchtbal bestaan onder de aangenomen omstandigheden. Uit de berekeningen blijkt dat het projectsucces sterk bepaald wordt door het tijdstip waarop restwarmte aangesloten kan worden en de kostprijs van de restwarmte.

De aanleg van een warmtenet op Luchtbal is zeer opportuun als start voor een warmtenet dat op termijn met industriële restwarmte gevoed kan worden. Parallel aan de verdere ontwikkeling van het warmteproject Luchtbal dienen gelijkaardige trajecten te worden opgestart voor andere (aanliggende) stadsdelen. Op die manier verkrijgt het warmtenet voldoende schaalgrootte om de aannleg van een restwarmteleiding te verantwoorden. De uitbouw van warmtenetten en aankoppeling van restwarmte vraagt dus enkele jaren tijd.

In navolging van de haalbaarheidsstudie wordt voorgesteld principieel te beslissen om door te gaan met de uitwerking van het warmteproject. Deze principiële beslissing is een cruciale stap voor de verdere uitwerking van het project. Er is behoefte aan een plan van aanpak voor warmtenetten in het noorden van de stadAntwerpen waarin de verdere afwikkeling van dit project wordt vervat. De volgende stappen dienen zich te richten naar het binden van de potentiele warmteklanten, de organisatorische invulling van het project en naar de tijdige ontsluiting van restwarmte. Een belangrijke randvoorwaarde is dat de marktconformiteit gerespecteerd blijft, dit betekent dat de totaalkosten voor de warmteklanten niet hoger uitdraaien dan de referentieoplossing.

De stapsgewijze uitbouw van warmtenetten gaat vooraf aan de restwarmtekoppeling. Er kan geen restwarmtekoppeling komen zonder voldoende warmteafzetmarkt. De nodige prefinanciering voor een restwarmtekoppeling tot aan de stadsrand zou te hoog zijn om de investeringsbeslissing te nemen indien dit niet gepaard gaat met de aanwezigheid van voldoende warmtevraag of het perspectief om op korte termijn een substantiële groei van warmtenetten te realiseren. Het realiseren van een restwarmtekoppeling vraagt meerdere jaren voorbereidingstijd. Vandaar dat best samengaand met de uitbouw van een warmtenet op Luchtbal wordt gestart met deze voorbereiding.

De duale afhankelijkheid tussen warmtevraag en restwarmteaanbod noopt de betrokken partijen tot het nemen van gezamenlijke stappen. De uitbouw van warmtenetten met het oog op aankoppeling van industriële restwarmte kan bijgevolg geen eenzijdig stedelijk initiatief zijn. Om voldoende schaalgrootte en ontwikkelingsperspectief te bereiken zijn naast de stad ook andere actoren zoals onder andere de havenindustrie, het Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen, de provincie Antwerpen, Antwerpse buurgemeenten en distributienetbeheerders belangrijke gesprekspartijen. Door met deze partijen in een vroeg stadium gesprekken aan te knopen, kan het gehele project robuuster worden en een snellere en grotere schaalsprong maken. Daaruit kan een gezamenlijke ambitie groeien en kunnen de eerste maatregelen worden afgesproken om oplossingen uit te werken voor de specifieke knelpunten en randvoorwaarden die industriële restwarmtevalorisatie kenmerken.

De stad Antwerpen kan daarom het Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen en de provincie Antwerpen formeel vragen om samen met de stad Antwerpen initiatief te nemen om gesprekken aan te knopen met andere potentiële partners. Elke partij kan zo vanuit zijn eigen netwerk en bevoegdheden de beoogde partners motiveren om samen te komen tot een gedragen visie.