artikel

All-electric NOM-woning zorgt niet voor CO2-reductie

Installatiebranche

In hoeverre dragen nul-op-de-meterwoningen echt bij aan het reduceren van de CO2-uitstoot?  Is het niet wenselijk dat ook andere innovaties een kans krijgen in de zoektocht naar CO2-reductie en verduurzaming? Daarover vindt de laatste tijd steeds meer discussie plaats. Illustraties hiervan zijn het voornemen van Minister Blok om ook NOM-concepten op gas toe te laten tot de EPV en de Kamervragen die daarover weer gesteld zijn door Albert de Vries.

All-electric NOM-woning zorgt niet voor CO2-reductie
Tekst: ing M.J. Bijkerk, Manager Innovative Technologies, Remeha B.V.

In de maatschappelijke discussie blijkt echter helaas elke keer een groot gebrek aan kennis en inzicht in de energietechniek en hoe de technieken zich in een echt huis eigenlijk gedragen. Daardoor wordt de belangrijkste energiedoelstelling, CO-reductie, niet behaald. Tijd om de feiten en de techniek eens aan het woord te laten.

Het all-electric NOM-concept

Bij het nul-op-de-meterconcept (NOM) probeert men in de woning evenveel elektriciteit op te wekken als er op jaarbasis wordt gebruikt, dus netto nul op de meter. Voor de verwarming wordt in deze concepten een warmtepomp toegepast omdat alleen elektriciteit gesaldeerd kan worden. Dit saldo wordt over een heel jaar bekeken en het totaal moet dan 0 zijn. Bij deze benadering mag er wel elektriciteit aan het net worden teruggeleverd als er teveel elektriciteit is, of gekocht als er te weinig is. Het elektriciteitsnet wordt als een soort buffer gebruikt. Impliciet wordt er dus ook vanuit gegaan dat de CO-belasting van elektriciteit altijd hetzelfde is. Tijd om deze fabels uit de wereld uit te helpen, want deze benadering is veel te simpel en leidt tot een (forse) CO-uitstoot.

De NOM-woning misbruikt het net als buffer

Uit berekeningen blijkt dat bij de NOM-woning slechts 20% van de hoeveelheid opgewekte elektriciteit van de pv-panelen naar de warmtepomp gaat. De rest wordt dus naar het elektriciteitsnet gestuurd en later weer van het net gehaald. Dit heeft consequenties voor het net en de opwek van elektriciteit.

Het elektriciteitsnet is namelijk geen buffer. Alle energie die via het netwerk wordt getransporteerd moet continu gemanaged en in balans gehouden worden, een taak die vrijwel onzichtbaar is maar cruciaal voor het functioneren. De netwerkbeheerders hebben hierin een zeer belangrijke rol. Dat houdt ook in dat er, wanneer de vraag naar elektriciteit toeneemt, extra geproduceerd moet worden, meestal door de kolencentrale met bijbehorende uitstoot. Het net is dus geen buffer.

De NOM-woning zorgt niet voor een serieuze CO-reductie

De gegevens van de CO-intensiteit voor geproduceerde elektriciteit in Nederland blijken zeer lastig te verkrijgen. Een zoektocht over onze oostgrens is echter verrassend eenvoudig, de cijfers zijn gewoon te vinden op internet. Laten we deze cijfers eens bekijken, ervan uitgaande dat onze oosterburen het vast niet slechter doen dan Nederland. Intussen houd ik mij aanbevolen indien iemand de cijfers van Nederland ter beschikking wil stellen.

In bovenstaande grafiek wordt het aantal kilogrammen per kWh weergegeven die wordt uitgestoten bij de productie van elektriciteit. Dat is dus inclusief alle duurzame opwekkers. Op de as linksonder staan de uren van de dag, op de andere horizontale as de maanden van het jaar en de verticale as geeft de kilogrammen weer. Het is eenvoudig te zien dat de elektriciteit midden op de dag in de zomer het schoonst is en in de winter, en vroeg en laat op de dag, het smerigste.

Dat houdt dus ook in dat de elektriciteit die we overdag naar het elektriciteitsnet sturen – omdat we thuis teveel hebben – een andere “COwaarde” heeft dan de elektriciteit die we ’s avonds of ’s winters inkopen om de warmtepomp aan te drijven.

De echte prestaties van de warmtepomp onder praktijkcondities in combinatie met de COuitstoot die gepaard gaan met het opwekken van de elektriciteit laten zien dat een NOM-woning helemaal geen CO bespaart.

Eerste conclusie

Wanneer we naar het gebruik van het elektriciteitsnet als buffer en de CO-intensiteit kijken, kan de conclusie niet anders zijn dan dat het salderen van energie niet toegestaan mag worden, dus ook niet binnen het NOM all-electric-concept. De CO-belasting is namelijk niet gelijk en het elektriciteitsnet is geen buffer. Er is bovendien, anders dan door de besparing door isolatie, geen sprake van CO-reductie door het NOM-concept ondanks dat ‘nul-op-de-meter’ dat impliciet suggereert.

De netbelasting van een NOM-woning is hoger dan van een traditioneel huis

De netbelasting van de all-electric NOM-woning is helaas niet lager maar veel hoger dan van een traditioneel huis. In onderstaande grafiek is goed te zien wat een all-electric NOM-woning betekent voor de belasting van het net. Gedurende vele uren en dagen in de winter ligt de belasting rond de 2kW. In de zomer gebeurt het omgekeerde, gedurende vele uren en dagen ligt de export boven de 2kW. Er is eigenlijk zelden een moment in het jaar dat het netjes in balans is. Hierbij is het van belang om te weten dat de capaciteit van het laagspanningsnet is uitgelegd op 1kW per woning.

Een eenvoudige conclusie is dus dat dat niet past, willen we dit grootschalig gaan toepassen in Nederland. Momenteel worden de kosten van netaanpassing en de hieraan gerelateerde milieubelasting voor de NOM-projecten buiten de businesscase gehouden terwijl die kosten wel gemaakt moeten worden.

Hoe dan wel?

Willen we een woning naar een CO-uitstoot van 0 brengen, dan is eigenlijk wel duidelijk dat we die woning elektrisch gezien niet op jaarbasis maar continu naar 0 moeten brengen. We hebben dus techniek nodig die naast de pv-panelen ook stroom opwekt wanneer we dat echt nodig hebben.

Een dergelijk concept wordt inmiddels al getest. Bij dit concept wordt er een installatie bestaande uit een micro-wkk (een hr-ketel die stroom maakt) gecombineerd met pv-panelen en een kleine accu. Onderstaande grafiek laat zien wat er nu met de belasting van het net gebeurt, zelfs als er nog geen accu wordt toegepast:

Wanneer we een woning continu op 0 kunnen zetten wat elektriciteit betreft, vragen we dus geen extra capaciteit van het net maar maken we capaciteit vrij. Hierdoor ontstaat ruimte op het netwerk voor een verdere introductie van elektrisch vervoer, want ook daar loopt men tegen het capaciteitsprobleem aan. Het mes snijdt dan aan meerdere kanten.

NOM-woning op (schoon) gas

Met toepassing van een accu kan de belasting van het net voor 80% worden teruggebracht. Geen belasting van het net betekent ook geen CO-productie. Door de micro-wkk op groen of schoon gas te stoken, wordt ook aan de gaskant elke uitstoot vermeden en ontstaat er een concept dat daadwerkelijk de volledige uitstoot kan voorkomen. Kortom hiermee kan wél CO= nul worden behaald.

NOM-woning op gas aanzienlijk goedkoper

Uiteindelijk zullen de kosten van de hele energietransitie gedragen moeten worden door de bevolking. Het is daarom uiterst relevant dat we zowel de maatschappelijke kosten als de kosten per woning zo laag mogelijk houden. Ook vanuit die optiek is het verschil tussen een all-electric NOM-woning en een NOM-woning op gas groot. Op dit moment zijn, zelfs zonder de extra kosten van netverzwaring, de investeringskosten van een all-electric NOM-woning aanzienlijk hoger dan een NOM-woning op schoon gas. De kosten van een all-electric NOM-woning zijn namelijk ongeveer 3 keer zo hoog!

Schone energie

Belangrijk in de hele discussie is uiteraard de vraag hoe schoon energie is,  en hoe dat in de toekomst is. Elektriciteit is slechts een vorm van energie, datzelfde geldt voor gas. De echte vraag is: waar komt onze energie vandaan en hoe is dat in de toekomst? En wat is dan de CO-belasting? Willen we echt naar een uitstoot van 0, dan zullen we weg moeten van alle fossiele bronnen en dus volledig overschakelen naar bronnen waarbij netto geen CO meer wordt uitgestoten.

De vraag die dan overblijft is: hoe brengen we de energie van de plaats van opwek naar de afnemer en hoe gaan we om met het verschil tussen vraag en aanbod? Eenvoudige conclusie is dat we een transportsysteem nodig hebben en een vorm van opslag.

De technieken die ons openstaan voor opslag van energie laten zien dat we elektriciteit goed kunnen opslaan voor de korte termijn in kleine hoeveelheden en dat we energie goed in een gasvorm (“power to gas” en biogas) kunnen opslaan voor lange termijn en in grote hoeveelheden.

We hebben het geluk dat we voor beide een goede infrastructuur hebben. Wanneer we CO-reductie tot doel maken en niet perse “all electric” tot doel verheffen dan kunnen we dus de huidige gas- en elektriciteitsinfrastructuur gebruiken om ons doel te bereiken.

Een eerste evaluatie laat zien dat we binnen de capaciteit van de huidige infrastructuur de gehele gebouwde omgeving naar een uitstoot van 0 kunnen brengen, netverzwaring en bijkomende kosten is dus helemaal niet nodig. Voorwaarde is wel dat we gaan sturen op verlaging van de CO-uitstoot. De uitdaging naar de gas- en elektriciteitsindustrie moet dus zijn om beide vormen van energie schoon te maken. De technologie om dat te doen is al beschikbaar.

Samenvattend

Het voornemen om schoon gas toe te laten, gaat zorgen voor innovaties die hard nodig zijn. Met de all-electric-aanpak wordt niet de beoogde CO-doelstelling behaald. De all-electric NOM-aanpak zorgt voor een onacceptabel grote netverzwaring zonder relevante besparing op de uitstoot. De NOM-woning op schoon gas zorgt juist wel voor reductie, verlaagt de belasting van het net en maakt capaciteit vrij voor zaken als elektrisch vervoer.

Vanuit die optiek is het dan ook volstrekt onbegrijpelijk dat partijen die claimen de CO-reductie na te jagen bezwaar maken tegen schoon gas én uitsluitend de all-electric-aanpak ondersteunen. Juist alle technieken, energiedragers en infrastructuur samen zijn nodig om onze doelstelling voor CO=nul in 2050 te behalen en de particuliere en maatschappelijke kosten zo laag mogelijk te houden.

TOELICHTING
Grafiek: belasting op elektriciteitsnet

De grafiek geeft de belasting op het elektriciteitsnet weer, veroorzaakt door een woning. Hieronder een eenvoudiger weergave van wat er gebeurt:

Op elke dag is er een bepaald aanbod van elektriciteit en vraag naar elektriciteit. Tevens is er een vraag naar verwarming. Wanneer de vraag naar warmte groot is, is het aanbod van duurzame energie laag. Dat is om te rekenen naar een netbelasting van de woning. Wanneer er voor elke dag van het jaar een grafiek wordt gemaakt en die worden achter elkaar gezet ontstaat de 3D grafiek zoals gebruikt in het artikel.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels