Warmtepomp terug van weggeweest

Warmtepompen kunnen op efficiënte wijze zorgen voor verkoeling en verwarming. Ook in Nederland neemt de belangstelling weer toe.

Binnenkort zal er een warmtepomp komen die twee keer zo efficiënt is als de huidige generatie, dankzij het Japanese 'Super Heat Pump Energy Accumulation System', een 9-jarig Japans programma waarin de overheid, industrie en wetenschappers samenwerken. De hoge efficiency zal te danken zijn aan een combinatie van verbeterde koelvloeistoffen, compressoren en warmtewisselaars, zo wordt verwacht.

Het is geen wonder dat juist Japan voorop loopt in de verbetering van de warmtepomp, want van de 55 miljoen warmtepompen die wereldwijd in werking zijn, staan er 40 miljoen in Japan. Belangrijkste toepassing: het koel houden van woningen met een airconditioning. Negentig procent van de Japanse woningen heeft airconditioning. Een groot voordeel is dat een warmtepomp een apart verwarmingstoestel overbodig maakt. Door omkering van het proces kan de pomp ook een woning verwarmen.

Er zijn veel soorten warmtepompen. De meeste systemen persen een damp op de ene plaats samen tot het vloeibaar wordt, en het laten het weer verdampen op een andere plek, de zogenaamde compressiesystemen. Er zijn ook warmtepompen, vooral voor grootschalige toepassingen, die het principe van absorptie toepassen. Daarbij zorgt niet een compressor voor de druk, maar een kookvat, veelal gevuld met ammoniak. Het provinciehuis in Maastricht had twee jaar geleden een wereldwijde primeur door de toepassing van een grote absorptiewarmtepomp van 250 kilowatt, die het aardgasverbruik met 30 procent omlaag moest brengen.

Compressiepompen worden elektrisch of mechanisch aangedreven; absorptie-warmtepompen werken op gas, olie, stoom, afvalwarmte of zonnewarmte. Verder is er nog onderscheid tussen de bron, waar de warmte vandaan komt, zoals de bodem, water, lucht of afvalwarmte. Ook het medium dat warmte ontvangt kan verschillen, meestal is dit lucht, soms water. Het meeste warmtepompen zijn elektrisch aangedreven 'air-to-air'-compressiesystemen.

Zweden

Omdat de warmtepomp, in plaats van te koelen, ook warmte kan leveren, is in Zweden de belangstelling voor deze warmtewinning groot. Hier worden alle nieuwbouwwoningen zo zwaar geïsoleerd dat zij niet zonder mechanische ventilatie kunnen. Op dat moment is de warmtepomp van belang, omdat die uit afgevoerde lucht warmte kan terugwinnen.

Holger Svensson, vertegenwoordiger van het Zweedse bedrijf NIBE AB, rekent het even voor: een typisch Zweedse woning van 120 vierkante meter verbruikt in Zuid-Zweden 19.500 kWh per jaar aan energie voor verwarming en verlichting. Een warmtepomp kan hiervan 7.000 kWh besparen. Meer dan honderdduizend warmtepompen zijn inmiddels in Zweden geïnstalleerd.

Volgens Svensson heeft de warmtepomp ook in Nederland toekomst, zeker als het gaat om het terugwinnen van warmte uit ventilatielucht. De vraag is echter of de situatie in Zweden vergelijkbaar is met Nederland. Allereerst is het in Zweden kouder dan Nederland, en zal daardoor de 'terugverdientijd' van de warmtepomp korter zijn. Maar het voornaamste verschil zit vooral in het feit dat Zweden de beschikking heeft over goedkope hydro-elektriciteit.

Kansloos is de warmtepomp in Nederland niet. Dat blijkt wel uit het feit dat het ministerie van EZ in 1993 TNO opdracht gaf tot het 'Programma Warmtepompen'. Bovendien begon EZ begin dit jaar met het Nederlandse 'Warmtepomp Actie Programma'. In het jaar 2000 zou de warmtepomp voor een energiebesparing van 5 tot 10 PJ (petajoule, 10 joule) per jaar moeten zorgen, ruwweg 0,2 tot 0,4 procent van het huidige binnenlands verbruik. De woningbouw zou met een beoogd aantal van 35.000 warmtepompen en 100.000 warmtepompboilers voor warmwaterbereiding in 2000 een besparingsaandeel van 1,6 PJ moeten gaan leveren, de commerciële bouwsector 0,2 PJ, terwijl de industrie met behulp van warmtepompen zeker 5 PJ moet gaan besparen.

Inmiddels staan in Nederland ruim tien proefprojecten op stapel. Een van de eerste vingeroefeningen is in Amersfoort, waar het Utrechtse nutsbedrijf Remu in de nieuwbouwwijk Nieuwland zes warmtepompen plaatst. “Een niet per definitie op voorhand geslaagd project”, vertelt ir. K.J. Braber van de Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu Novem. “Het betreft een voor Nederland nieuw systeem, dat zowel voor ruimte- als voor tapwaterverwarming gaat dienen. De warmtepomp onttrekt de warmte aan de lucht, waarvan de warmte-inhoud gering is. Een alternatief zou zijn om de warmte uit de bodem of uit het grondwater te onttrekken, maar daarvoor is een ander type warmtepomp vereist. Elektrische naverwarming zal moeten plaatsvinden, om aan het comfort van de bewoners te voldoen, wat ten koste zal gaan van de totale efficiency.”

Is dit allemaal geen doelloze herhaling van een plan dat eerder volkomen mislukt is? Want in het begin jaren tachtig kreeg TNO al ruim 15 miljoen gulden van Economische Zaken om warmtepompen te ontwikkelen. Toen ging het voornamelijk om warmtepompen, die door gasmotoren waren aangedreven, en die vooral bij utiliteitsgebouwen in de warmtebehoefte zouden voorzien. “Kinderziektes, te groot gedimensioneerde systemen, tegenvallende energiebesparing, gebrek aan onderhoud en het wegvallen van de economische basis als gevolg van dalende energieprijzen hebben die ontwikkeling gedwarsboomd”, aldus Braber.

Ook voor de woningbouw waren de verwachtingen destijds hoog gespannen, rond het jaar 1984/85 zouden volgens TNO de eerste commerciële systemen op de markt komen, terwijl de voorspelling was dat tegen het jaar 2000 35 procent van de Nederlandse woningen zouden zijn uitgerust met een warmtepomp. Daar is nauwelijks iets van terecht gekomen. Een recent rapport van het Utrechtse onderzoeksbureau Ecofys meldt dat er momenteel binnen de woningbouw rond de 1.000 warmtepompen hun toepassing vinden. De geringe belangstelling vanuit de woningsector was ongetwijfeld toe te schrijven aan de hoge kosten van het apparaat. Een warmtepomp kostte destijds minstens 5.000 gulden, twee keer zo duur als een hoogrendements-cv-ketel in die tijd. Daar stond dan een energiebesparing bij een eengezinswoning van rond de 40 procent tegenover, maar kennelijk kon dit de Nederlandse bevolking niet verleiden - gezien de lage gasprijzen niet verwonderlijk.

Dreigende overcapaciteit

Liggen de kansen voor een elektrische warmtepomp nu beter? Ook vandaag de dag bestaan nog steeds barrières, zo zei K.J. Braber tijdens het onlangs in Den Haag gehouden International Congress of Refrigeration. Maar volgens hem is de situatie nu gunstiger dan vroeger. Allereerst is er dankzij de succesvolle opmars van warmtekrachtinstallaties sprake van een dreigende overcapaciteit in de elektriciteitsopwekking. Met de warmtepomp, die als verwarmingsapparaat veel efficiënter is dan de gangbare electrische kacheltjes, zouden de energiebedrijven de markt voor electrische verwarming aanzienlijk kunnen uitbreiden. En ten tweede gaat het inmiddels om een technologie met bewezen waarde. Hij verwijst in dit verband graag naar Zwitserland, waar momenteel de warmtepomp sterk in populariteit toeneemt, en waar alleen al verleden jaar 3.300 warmtepompen zijn verkocht.

“Maar”, erkent Braber, “de introductie van de warmtepomp zal in Nederland veel moeilijker gaan, want we zijn een zeer gas-georiënteerd land. We zullen ons daarom vooral richten op de VINEX-locaties, waar nog geen gas-infrastructuur aanwezig is. Daarnaast onderzoeken we de mogelijkheid tot het toepassen van een 'warmtebuffer', bijvoorbeeld in de kruipruimte van de woning, zodat de warmtepomp vooral 's nachts op de goedkopere nachtstroom werkt en dus economisch beter zal presteren.'