Verwarming op een laag pitje

Met de komst van de hoogrendementsketel, nu twintig jaar geleden, kon het verwarmen van de woning aanzienlijk zuiniger dan voorheen gebeuren. Nu de HR-ketel nauwelijks verder te verbeteren valt, dient de nieuwe generatie zuinige verwarmingssystemen zich aan.

Twintig tot veertig procent zuiniger dan de beste HR-ketel, even compact en hooguit vijftien procent duurder, dat zouden de kenmerken moeten zijn van de hybride centrale verwarmingsketel, die Gastec Technology uit Apeldoorn in ontwikkeling heeft.

Het geheim van de nieuwe cv-ketel schuilt in het gecombineerd gebruiken van een HR-ketel met een warmtepomp, die een deel van de benodigde warmte in het voor- en naseizoen aan de buitenlucht onttrekt. De enige benodigde aanpassing in een woning is vervanging van de luchtkanalen, die nu een diameter van 80 millimeter hebben, door aan- en afvoerkanalen van 150 tot 180 millimeter doorsnee. De verwachting is dat de hybride ketel, die met geld van de Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu Novem de afgelopen drie jaar is ontwikkeld, zich dankzij het hoge rendement in vijf jaar terugverdient. Gastec Technology is met diverse ketelfabrikanten in gesprek om de ketel nog dit jaar op de markt te brengen.

Het is ook mogelijk om alleen een elektrische warmtepomp voor de verwarming te gebruiken. Dit vraagt over het algemeen om zoveel aanpassingen in de woning, dat deze optie vooralsnog alleen voor nieuwbouw interessant lijkt. Zo zijn in verband met de relatief lage temperatuur van het cv-water andere radiatoren nodig, het benodigde grote verwarmingsoppervlak is ook te verkrijgen door vloer- of wandverwarming toe te passen. TNO Milieu Energie en Procesinnovatie (MEP) heeft samen met het bedrijf Itho een energiezuinig verwarmingssysteem op de markt gebracht, waarbij een compressiewarmtepomp in combinatie met vloerverwarming een centrale rol speelt. Het systeem is ongeveer 30 procent zuiniger dan een HR-combiketel. ,,De elektrische warmtepomp onttrekt warmte aan de bodem met behulp van een leidingenstelsel. Ook een zonneboiler draagt een steentje bij aan de tapwaterverwarming'', vertelt ir. Hans van der Stoel van TNO MEP. ,,Het gaat om een totaal energetisch concept, waarbij het warmtepompsysteem in de zomer ook op zeer efficiënte wijze de koeling van de woning kan verzorgen. De netto warmte-effecten in de bodem zijn klein, doordat we zowel warmte onttrekken als terugleveren.'' De eerste woningen die met dit concept zijn ontworpen zijn in oktober 2000 gerealiseerd. Twee jaar monitoring hebben bevestigd dat de beoogde 30 procent energiebesparing in de praktijk haalbaar is. TNO werkt overigens ook aan een gasgestookte adsorptiewarmtepomp voor bestaande woningen, die warmte onttrekt aan de buitenlucht.

Ook Nefit heeft een gaswarmtepomp, maar deze haalt de warmte in principe uit de bodem of van een dakcollector. Het apparaat, waarvan inmiddels de eerste honderd exemplaren van de productielijn zijn gerold, is voorzien van een ingebouwde HR-ketel voor bijstook en voor tapwaterverwarming.

Vaillant heeft met zijn zeolietwarmtepomp weer een variatie bedacht. Deze gasgestookte adsorptiewarmtepomp, ontwikkeld in samenwerking met de universiteit in Aken, bestaat in feite uit twee parallel werkende warmtepompmodules. De werkzame stof is zeoliet, een mineraal dat onder meer in wasmiddelen zit. ,,De term warmtepomp is enigszins misleidend, want het gaat om een andere techniek,'' verklaart Johanneke ter Hennepe, adjunct-directeur van Vaillant. ,,In plaats van het gangbare ammoniak gebruiken wij zeoliet als adsorptiemiddel.'' De eerste zeoliettoestellen zullen in 2005 op de markt verschijnen. Ze krijgen een vermogen van 10 kW, voldoende voor woningen en kleine bedrijfspanden.

Naast de ontwikkeling van de zeolietwarmtepomp, werkt de researchafdeling van Vaillant al jaren aan de constructie van de brandstofcel-cv-ketel, in feite een cv-ketel die elektriciteit leverent. De brandstofcel gebruikt waterstof als brandstof, die een reformer uit aardgas produceert. De waterstof genereert vervolgens op elektrochemische wijze zowel warmte als stroom. Tegenover vergelijkbare manieren om zowel elektriciteit als warmte op te wekken produceert de inmiddels CE-gecertificeerde brandstofcelketel volgens Vaillant 25 tot 50 procent minder CO2, onder meer omdat geen sprake is van netverliezen. ,,In eerste instantie is de ketel bedoeld voor meerdere woningen of bedrijfspanden, maar op termijn komt er ook een cv-ketel voor individuele woningen, want dat is uiteindelijk onze core business'', aldus Ter Hennepe. Momenteel draaien in verschillende utiliteitsgebouwen en meergezinswoningen 12 brandstofcel-cv-ketels proef, om te kijken of de ketels aan de eisen voldoen. De kleinere brandstofcel voor afzonderlijke woningen komt niet voor 2005 op de markt.

Ook warmtekrachtinstallaties (wkk) leveren net als brandstofcellen zowel stroom als warmte, zij het met een wat lager rendement: wkk's besparen als zij warmtevraagvolgend zijn ongeveer 10 procent energie, brandstofcellen zijn 20 procent zuiniger. De verwachte CO2-reductie ligt respectievelijk op 15 en 25 procent, de NOx-reductie op 50 en 65 procent. Atag brengt in de nabije toekomst een microwarmtekrachtinstallatie op de markt die zo is gedimensioneerd dat deze in eerste instantie warmte voor ruimte- en tapwaterverwarming levert. De elektriciteit is bijproduct en kan dienen voor eigen gebruik of terug het net in. De warmtekrachtinstallatie is uitgevoerd met een wrijvingsloze Stirlingmotor en is ontwikkeld door Enatec, een samenwerkingsverband tussen Atag, energiebedrijf Eneco en het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN). Het toestel zal niet groter uitvallen dan een cv-ketel, en kan maximaal 1 kW elektriciteit produceren naast 6 tot 24 kW warmte. ,,Atag zal de ketel op de markt gaan brengen,'' vertelt Lucas Bekkering, directeur van Enetac, ,,maar dat wil niet zeggen dat Enetac de techniek ook niet aan een andere partij kan verkopen.''

Overigens is 20 jaar na de introductie ook de HR-ketel nog lang niet in ieder huishouden doorgedrongen. De jongste cijfers, uit 2000, laten zien dat er toen ruim 3 miljoen VR- (verbeterd rendement) en conventionele ketels in de Nederlandse kelders of zolders stonden, en 1,8 miljoen HR-ketels. De branche installeert bijna 400.000 ketels per jaar. Het zal dus nog wel even duren voordat de milieuwinst van de nieuwste generatie energiezuinige cv-ketels tot de statistieken doordringt.