Warmtepomp, pelletkachel of misschien infrarood-panelen? Met welk systeem gaan we de gasgestookte CV-ketel vervangen in ons landhuisje? In deze vierde blog over het energievraagstuk bij historische woningen behandelen we de mogelijkheden voor een duurzame warmtebron en vertellen we waar je op moet letten. In de eerste blog hebben we de juiste volgorde besproken: isoleren, afgiftesysteem, verwarmingsbron en tot slot het opwekken en opslaan van energie. Daarna hebben we het gehad over waar en hoeveel je moet isoleren. Het doel van isoleren is om de warmtevraag te verlagen. Vervolgens hebben we het verlagen van de systeemtemperatuur behandeld en hoe je het afgiftesysteem daarop aanpast. Ook hebben we de invloed van het ventilatiesysteem besproken. Tot slot hebben we uitgelegd hoe je met een transmissieberekening de warmtevraag en daarmee het vermogen van de vloerverwarming kunt bepalen. Met dit als basis gaan we nu een verwarmingsinstallatie uitzoeken. Klik in het overzicht hiernaast op één van de voorgaande onderwerpen als je terug wilt lezen.
Hoe ging het vroeger?
Laten we eerst even teruggaan in de tijd. Vroeger verwarmden we onze woningen meestal op één centrale plek met een open haard of steenkoolkachel. Vanaf 1965 werd in Nederland het gasnet aangelegd. We gingen massaal over op gas.
“Gas was net zo vanzelfsprekend als water uit de kraan of elektriciteit uit het stopcontact.”
Ook de centrale verwarming zoals we die nu kennen, deed zijn intrede. Tussen 1965 en 2018 was de warmtebron van de centrale verwarming zonder discussie gas. Gas was net zo vanzelfsprekend als water uit de kraan of elektriciteit uit het stopcontact. In 2015 hebben we in het Parijs Akkoord besloten dat verbranding van fossiele brandstoffen, waaronder gas, moet stoppen vanwege het klimaat. In 2050 moeten we in Europa allemaal energieneutraal zijn. Dit is niet mogelijk met gas. In 2018 is in Nederland daarom besloten om nieuwbouwwoningen niet meer aan te sluiten op het gasnet. In deze blog richten we ons op historische en monumentale gebouwen. Wat zijn de alternatieven voor dit soort woningen?
De alternatieven op gas
“Mijn huis is geen laboratorium voor dure innovatieve systemen. Ik wil gewoon een degelijke vertrouwde gasketel.” Het afstappen van gas voelt misschien gedwongen aan en ja: de aanschafprijs van bijvoorbeeld een warmtepomp is hoger. Maar een warmtepomp is geen gloednieuwe innovatie met bijhorende kinderziektes; de techniek bestaat al sinds 1973. Onze koelkasten zijn daar een goed voorbeeld van. Voor ons Nederlanders is een warmtepomp om je huis te verwarmen relatief nieuw. In andere Europese landen, die zelf geen fossiele brandstofbronnen hebben, zijn er veel meer alternatieven ontwikkeld in de loop der jaren.
“Mijn huis is geen laboratorium voor dure innovatieve systemen. Ik wil gewoon een degelijke vertrouwde gasketel.”
Stadsverwarming
Stadsverwarming gebruikt restwarmte van de industrie. Via een buizenstelsel worden woningen verwarmd. Stadsverwarming wordt alleen in een paar grotere steden aangeboden. Daarom besteden we in deze blog minder aandacht aan dit systeem.
Biomassa
Warmte opwekken door organisch materiaal te verbranden, dat is biomassa. De ouderwetse open haard is daar een voorbeeld van, maar ook de pelletkachel en houtvergasser zijn biomassa installaties. Een pelletkachel en houtvergasser verbranden beide hout (pellets zijn korrels samengeperst hout). De warmte die daarbij ontstaat wordt gebruikt om het water in de centrale verwarming op te warmen.
Een houtvergasser verbrandt het hout in twee stappen tot er helemaal niks meer overblijft. De eerste stap is 200 tot 600 graden, de tweede stap is 800 tot 1200 graden. Een houtvergasser is daardoor efficiënter dan een pelletkachel; een pelletkachel verbrandt slechts 80 tot 90%. Deze systemen geven hun warmte niet alleen af aan het distributiesysteem; de kachel zelf geeft ook stralingswarmte af. Door de hoge temperaturen kan je de ketel ook voor luchtverwarming gebruiken. Een ouderwetse open haard is knus en gezellig, maar super inefficiënt; de meeste warmte gaat via de schoorsteen naar de mussen.
“Het is de vraag hoe lang biomassa als warmtebron nog wordt toegestaan.”
Je had het misschien al verwacht; de open haard is geen duurzame keuze. Maar ook de pelletkachel en de houtvergasser hebben nadelen, namelijk de uitstoot van CO2 en stikstof. Leveranciers van pelletkachels en pellets zeggen dat het product CO2 neutraal is. De bomen waarvan de pellets gemaakt worden, hebben de CO2 al eerder opgenomen die bij het verbranden vervolgens weer vrijkomt. Veel pellets komen echter uit Canada en gaan per schip naar Nederland. Bij het transport komt veel CO2 vrij. Daarbij komt dat de stikstofuitstoot in elk geval niet gecompenseerd wordt. Het is de vraag hoe lang biomassa als warmtebron nog wordt toegestaan .
Waterstof
Wordt waterstof de vervanger van gas? Bij het verbranden ontstaat alleen water, geen CO2 of stikstof. Het bestaande gasnet is geschikt voor waterstof, de installaties zijn vergelijkbaar met gasinstallaties en het is in de praktijk met verschillende pilots getest in woonhuizen. Ideaal toch? Helaas zitten aan waterstof ook nadelen. Bijvoorbeeld bij het maken van waterstof. De meest eenvoudige manier is om waterstof uit kolen en gas te halen (grijze waterstof), maar dat is natuurlijk juist niet de bedoeling. Bij blauwe waterstof wordt de CO2 die ontstaat bij de productie afgevangen en opgeslagen, maar is daardoor duurder. De meest schone vorm van productie van waterstof is met elektrolyse (groene waterstof). Bij elektrolyse loopt elektriciteit door water heen. Hierdoor worden watermoleculen (H2O) gesplitst in zuurstof- (O2) en waterstofmoleculen (H2). Dit proces heeft echter een groot rendementsverlies. Er is veel (groene) elektriciteit nodig om waterstof te produceren.
“Met de huidige ontwikkelingen is waterstof minder geschikt voor het verwarmen van woningen.”
De verhalen die wij om ons heen horen zijn wisselend. We horen dat waterstof ver samengedrukt moet worden om voldoende energie te bevatten zodat je er een woning mee kan verwarmen. Dat leidt tot veiligheidsrisico’s en hoge kosten. Koken op waterstof zou niet kunnen, maar dat kan je oplossen met koken op inductie. Een groter probleem is de schaal. We hebben niet voldoende groene stroom om al die waterstof te maken. Daarbij helpt het niet dat het rendement van productie tot afgifte van energie in je woning laag is. Toepassing van waterstof in de transportsector lijkt wel mogelijk, maar met de huidige ontwikkelingen is waterstof minder geschikt voor het verwarmen van woningen. Echter, wie weet wat de toekomst gaat brengen.
Elektriciteit
Veel verschillende verwarmingsinstallaties werken op elektriciteit. Denk aan elektrische CV ketels, infraroodpanelen en verschillende soorten warmtepompen. Hieronder beschrijven we de belangrijkste. Een grote kanttekening bij elektrisch aangestuurde warmtebronnen is het feit dat slechts 20% van de elektriciteit duurzaam opgewekt wordt. Er is nog een hoop werk te doen in de transitie van fossiele grijze stroom naar groene stroom.
Elektrische CV installaties en infraroodpanelen:
Een elektrische CV ketel kost ongeveer hetzelfde als een CV ketel op gas en je installeert het “plug and play” in de bestaande situatie. Je plaatst een hoop zonnepanelen op je dak en klaar is Kees. Over deze oplossing kunnen we kort zijn: het mag niet als hoofdverwarming. Dat is vastgelegd in de EPBD III, een Europees keurmerk dat gaat over energiezuinigheid van installaties. Als bijverwarming mag het wel, bijvoorbeeld in ruimtes waar je maar kort bent, zoals een werkruimte of bijgebouw. Het probleem is het opwekkingsrendement, uitgedrukt in COP. Elektrische warmtebronnen hebben een COP van 1. Dit betekent dat 1 deel energie 1 deel warmte oplevert. Is dat slecht dan? In vergelijking met een warmtepomp wel inderdaad. Een warmtepomp heeft een COP van bijvoorbeeld 5. Infraroodpanelen hebben net als een elektrische CV een COP van 1. Het opstoken en warmhouden van een ruimte kost veel energie en is zonde als je er maar kort bent. Een infraroodpaneel is dan fijn, want hij werkt snel.
“Zonder saldering betalen mensen met een elektrische CV en veel zonnepanelen straks een hoge rekening.”
Onder de streep zijn infraroodpanelen in zo’n situatie energiezuiniger. Maar met voldoende zonnepanelen is er toch niks aan de hand, zou je zeggen? Als je kunt salderen klopt dat in principe, maar juist die salderingsregeling staat ter discussie. Salderen betekent dat je de opbrengst van het hele jaar weg kunt strepen tegen het verbruik. Met een elektrische warmtebron verbruik je echter heel veel stroom in de winter, terwijl je weinig opbrengst hebt van de zonnepanelen. In de zomer is het andersom: veel opbrengst en weinig verbruik. Wordt de salderingsregeling afgeschaft en heb je een inefficiënte elektrische CV ketel, dan betekent dat waarschijnlijk terugleverkosten in de zomer en een hoog elektriciteitsverbruik in de winter. Het resultaat is een hoge energierekening. Ons advies: kies niet voor dit energieconcept!
Warmtepomp:
Een alternatief dat zijn opmars maakt in Nederland is de warmtepomp. Naast de bekende lucht- en bodemwarmtepomp zijn er ook systemen die gebruikmaken van PVT panelen en warmtepompen die warmte winnen uit het ventilatiesysteem. Ze werken in principe allemaal hetzelfde. Je kunt de werking vergelijken met een omgekeerde koelkast. Een warmtepomp is een gesloten systeem waarin je een medium rondpompt. Door slim gebruik te maken van drukverschil en het verdampen en condenseren van het medium, kun je energie uit de buitenlucht verplaatsen naar binnen. Het hart van het systeem is de compressor. Een warmtepomp heeft een COP tussen de 4 en 6, daardoor verdien je de hogere aanschafkosten ten opzichte van een gasketel snel terug. In oudere modellen wordt nog R134 gas als medium gebruikt. Dat zit ook in de airco van je auto. Dit gas is schadelijk voor de ozonlaag. In de nieuwere modellen wordt R32, CO2 of propaangas gebruikt.
In de volgende blog
Een warmtepomp is het slimste alternatief op gas. Daarom vertellen we in de volgende blog meer over de twee bekendste varianten: de luchtwarmtepomp en de bodemwarmtepomp. Wat zijn de voor- en nadelen van beide systemen? Wanneer kies je voor het ene systeem en wanneer voor de andere? En uiteraard: welk systeem hebben we toegepast in ons historisch landhuisje?
Conclusie
Bij het kiezen van een duurzame warmtebron vallen biomassa en waterstof snel af. Ook verwarmen met een elektrische CV ketel of infraroodpanelen is geen goede oplossing als hoofdverwarming. Dan blijft vervolgens een warmtepomp over. Het hart van het systeem is de compressor, die een gas samendrukt tot een vloeistof, waarbij warmte ontstaat. Een warmtepomp produceert geen warmte, maar verplaatst het alleen. Van buiten naar binnen. Het hoge rendement zorgt voor een lage energierekening. Een warmtepomp is duurder qua aanschaf en installatie dan de traditionele gasgestookte CV ketel, maar dat verdien je terug.
Andere onderwerpen
Het energievraagstuk is niet het enige wat we aanpakken bij het landhuisje. Eerder schreven we blogs over:
- Metselwerk en gevelreiniging
- Schilderen van historisch metselwerk
- Introductie-blog energievraagstuk bij historische woningen
- Isoleren van historische woningen
- Afgiftesystemen en ventilatie in oude woningen
In de komende tijd schrijven we ook nog over:
- Lucht- en bodemwarmtepompen
- Bronboringen voor warmtepomp
- Energieopwekking en opslag
