KENNISBANK

Deze kennisbank bevat informatie over de verschillende technologieën die nodig zijn om van gas af te gaan, zoals warmtepompen, warmtenetten en isolatie.

Warmtepompen

Een warmtepomp kan uw huis verwarmen op elektriciteit. Warmtepompen zijn een belangrijk onderdeel van de warmtetransitie. Volgens de meeste modellen is voor grofweg 60 tot 80% van de Nederlanders een individuele warmtepomp de beste oplossing om van gas af te gaan. Maar hoe zit dat precies?

Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp pompt warmte van een koude massa, die hij verder afkoelt, naar een warme massa, die hij verder opwarmt. De warme massa is binnen in je huis, de koude massa is iets buiten je huis. Dat kan buitenlucht zijn (lucht-lucht of lucht-water warmtepomp), of water dat in de grond zit (WKO of bodemlus), of afval-, oppervlakte-, of drinkwater (TEA, TEO, TED). Deze technologieën worden hieronder verder toegelicht.

Maar hoe maakt een warmtepomp iets dat koud is, nog kouder? In essentie door er een vloeistof te laten verdampen. Dat proces kost energie, waardoor de omgeving van de verdamping (zoals de buitenlucht), nog kouder wordt. Dezelfde stof, maar nu in gasvorm, wordt vervolgens richting de warme massa (binnen in je huis) gepompt door een elektrische pomp. Hier aangekomen condenseert het gas weer tot vloeistof. Daar komt warmte bij vrij, en deze warmte wordt gebruikt om je huis op te warmen, of voor warm water.

Dezelfde technologie wordt ook gebruikt in een koelkast en een air conditioning. Warmtepomp-technologie is dan ook niet nieuw en redelijk uitontwikkeld: er zijn wereldwijd 1.4 miljard koelkasten, 1.6 miljard air conditioners, en er worden per jaar ongeveer 18 miljoen warmtepompen verkocht. Hierom wordt ook verwacht dat de warmtepomp helaas niet zoveel in prijs gaat dalen als bijvoorbeeld bij zonne-energie gebeurd is.

Welke types warmtepomp zijn er? Wat zijn de voor- en nadelen van elk type?

Elke warmtepomp maakt koude massa buiten je huis kouder, en warmt warme massa binnen je huis op. Het verschil zit hem vooral in wat voor massa dit is.

Lucht-lucht warmtepomp

Deze warmtepomp koelt buitenlucht af, en warmt binnenlucht op. Het is de meest simpele warmtepomp en het is dan ook vaak de goedkoopste oplossing, wat het voornaamste voordeel is. Een lucht-lucht warmtepomp is net een omgekeerde air conditioner. Een nadeel is de mindere efficiëntie bij lage temperaturen, omdat de buitenlucht dan koud is (zie COP, SCOP, SPF en beta-factor voor meer informatie). Deze lage efficiëntie zorgt er ook voor dat het benodigde piekvermogen op koude dagen hoog is: mogelijk moet u daardoor een grotere elektriciteitsaansluiting aanvragen. Een ander nadeel is dat het huis met lucht verwarmd wordt: dat is niet zo handig te verdelen door het huis heen, niet iedereen vindt het comfortabel en het kan wat geruis geven. Tenslotte kan de lucht-lucht warmtepomp geen warm water leveren, waardoor u daar nog een andere oplossing voor moet zoeken zoals een elektrische ketel.

Lucht-water warmtepomp

Deze warmtepomp koelt buitenlucht af, en warmt binnen water op. Met dit water kunt u radiatoren verwarmen, en u kunt het gebruiken voor de warmwatervoorziening. Dit is de meest populaire warmtepomp in Nederland. Voordelen t.o.v. de lucht-lucht warmtepomp zijn vooral dat de verwarming van uw huis met radiatoren of vloer-/wandverwarming kan gebeuren en dat dit een hoog comfort geeft, en dat de pomp ook tapwater produceert (hoewel hier vaak wel een buffervat voor nodig is). Voordelen t.o.v. de water-water warmtepompen is dat de kosten lager zijn en de installatie eenvoudiger. Een nadeel is dat de efficiëntie net als bij een lucht-lucht warmtepomp lager is bij lagere temperaturen, en dat u ook een hoger vermogen nodig heeft, wat mogelijk een zwaardere elektrische aansluiting vergt. Ook moet de buitenunit, die de lucht afkoelt, een plek krijgen in bijvoorbeeld een tuin of op een dak, en maakt deze unit enig geluid (vergelijkbaar met een autoventilator).

Water-water warmtepomp

Dit type gebruikt water van buiten of af te koelen in plaats van lucht. Er zijn drie subtypes: WKO, bodemlus en met gebruik van warmtepanelen. Een voordeel ten opzichte van een lucht-water warmtepomp dat alle water-water warmtepompen hebben is dat ze geruisloos zijn.

WKO staat voor warmte-koude opslag en gebruikt relatief warm bodemwater dat daar in de zomer is opgeslagen. Omdat dit water relatief warm is, is de efficiëntie in de winter hoger, waardoor de elektrische aansluiting minder zwaar hoeft te zijn. Een nadeel is dat er een put geboord moet worden, wat hoge kosten met zich meebrengt en vergunningplichtig is. De warmtebalans in de ondergrond kan door de WKO aangetast worden, en dit moet dan worden gecorrigeerd, wat ook kosten geeft. Tenslotte hangt de werking af van wat er precies in de ondergrond gebeurt, en hierdoor zijn de resultaten slecht vooraf te garanderen.

Een bodemlus laat water door de bodem stromen in een afgesloten slang, waar het de temperatuur van de bodem opneemt. Hierdoor is het water net als bij een WKO niet al te koud in de winter, wat goed is voor de efficiëntie. De resultaten zijn verder minder bodem-afhankelijk dan bij de WKO en dus beter vooraf in te schatten. Net als de WKO moet er echter wel geboord worden, en verandert mogelijk de warmtebalans van de ondergrond.

Water kan in plaats van door de bodem ook door warmtepanelen geleid worden om de koude kwijt te raken die de warmtepomp eraan onttrokken heeft. Groot voordeel is dat hiervoor niet geboord hoeft te worden. Nadeel is dat de warmte uiteindelijk toch uit de buitenlucht komt. Vooral ‘s nachts in de winter, als er geen zonlicht het water kan opwarmen en ook de buitenlucht koud is, zal de efficiëntie waarschijnlijk niet erg hoog zijn.

TEA, TEO en TED en lage temperatuur warmtenetten

Thermische Energie uit Afvalwater, uit Oppervlaktewater, of uit Drinkwater zijn technologieën die centraal toegepast kunnen worden. Deze bronnen zijn minder koud dan hun omgeving, maar op bruikbare temperatuur voor een huishouden zijn ze nog niet. Daarom wordt een warmtepomp ingezet om het lauwe water verder op te waarderen. Dezelfde methode kan gebruikt worden met lauw tot warm afvalwater van bijvoorbeeld een datacenter. Dit betreft centraal uitgevoerde (water-water) technologieën, waarbij de warmte verder verdeeld wordt door een warmtenet.

Wat kost een warmtepomp?

Een lucht-water warmtepomp, in Nederland de meest gebruikte variant, kost zo’n 4000 tot 10000 euro, afhankelijk van het benodigde vermogen. De kosten van verschillende types warmtepompen van klimate.nl (2019) zijn in de grafiek hieronder gezet afgezet tegen het vermogen. Volgens dit eenvoudige modelletje kost een warmtepomp 2856 euro plus 410 euro per kW.

Hier komen nog kosten bij voor een lage-temperatuur afgiftesysteem, dat kunnen LT radiatoren zijn of wand- of vloerverwarming.

Hoe hoog wordt mijn energierekening met een warmtepomp op dit moment?

Kort antwoord: het deel dat over warmteverbruik gaat wordt grofweg 30% lager.

Uw energierekening is lager met een warmtepomp. Een warmtepomp gebruikt namelijk een stuk minder energie dan een CV. Hoeveel minder hangt af van de SPF. Voor een goed geïnstalleerde warmtepomp moet een SPF van rond de 4 haalbaar zijn. Dat betekent dat de warmtepomp 4 keer meer warmte levert dan er elektriciteit ingaat! Je zou ook kunnen zeggen dat de warmtepomp een efficiëntie heeft van gemiddeld 400%. Hoe dat kan? Lees dat onder ‘COP en SPF’.

De energie die een warmtepomp gebruikt is elektriciteit, in plaats van gas. Dat is goed nieuws, want elektriciteit kan grootschalig duurzaam worden opgewekt met bijvoorbeeld windmolens en zonnepanelen. Echter, elektriciteit is ook duurder dan gas, als je rekent per energie-inhoud. Logisch, elektriciteit komt op dit moment deels uit elektriciteitscentrales die zelf op gas draaien! Elektriciteit is voor de consument in 2019 ongeveer 2,8 keer duurder dan gas (als je de gasprijs eerst omrekent naar kWh-basis), inclusief belastingen. Dat betekent dat het deel van uw energierekening dat warmteverbruik is, daalt met ongeveer (1-2,8/4) x 100% = 30% na aanschaf van een warmtepomp (bij een SPF van 4). Een besparing, maar nog geen enorme. Ook is de besparing erg afhankelijk van de SPF: als u slechts een SPF van 3 haalt in plaats van 4, daalt de besparing naar slechts 7%.

Hoe stimuleert de overheid overstappen op een warmtepomp?

Zoals we hierboven zagen, is de daling van de energierekening (dat wil zeggen het gedeelte daarvan wat gebruikt wordt voor verwarming), nog niet spectaculair, omdat elektriciteit zoveel duurder is dan gas. Echter, voor zowel elektriciteit als gas geldt dat een groot deel van de prijs die de consument betaalt, belasting is (voor het grootbedrijf ligt dit overigens anders, daar wordt veel minder belasting betaald). Dat betekent dat de overheid eenvoudig door te schuiven met deze belastingen, een warmtepomp aantrekkelijker kan maken. Dat is dan ook precies wat ze doet in het klimaatakkoord: tot 2026 gaat de elektriciteitsbelasting met 5 cent per kWh naar beneden, en de gasbelasting met 10 cent per m3 omhoog.

In de figuur hierboven zie je hoe dit ongeveer uit kan pakken (de cijfers zijn orde grootte en voor een representatief huishouden). In de linkergrafiek is te zien dat het energieverbruik van een warmtepomp veel lager is. Zoals je in de middelste grafiek ziet, komt dat niet tot uiting in een evenveel lagere energierekening. In de rechter grafiek zie je wat er kan gebeuren als de overheid de belastingen budgetneutraal aanpast: de besparing wordt veel groter.

Budgetneutraal? Daalt in de rechter grafiek de elektriciteitsbelasting niet veel meer dan de gasbelasting stijgt? Klopt! Maar dat kost de overheid nog steeds geen geld, omdat er veel minder elektriciteit verbruikt wordt dan gas. Maar voor wie een warmtepomp koopt, gaat dit niet meer op, die gaat fors meer elektriciteit verbruiken. Dat geeft dus veel voordeel voor de overstapper, precies het doel van de regering. Interessant is wel dat dit niet meer zou werken als iedereen een warmtepomp installeert, dan zou het de overheid te veel belastinggeld gaan kosten. Waarschijnlijk is de houdbaarheid van deze maatregel dus niet oneindig.

Hoe hoog wordt mijn energierekening met een warmtepomp door het klimaatakkoord?

Als het klimaatakkoord wordt uitgevoerd, is de elektriciteitsbelasting in 2026 5 cent per kWh lager, en de gasbelasting 10 cent per m3 hoger. Elektriciteit is dan nog 2 keer zo duur als gas. Dat betekent dat voor een SPF van 4, het warmtevraag-deel van de energierekening (1 – 2/4) x 100% = 50% daalt bij het overstappen op een warmtepomp. Dit is dus een stuk interessanter dan nu!

COP, SCOP, SPF en beta-factor

De coefficient of performance (COP) is een getal dat aangeeft hoeveel meer energie een warmtepomp oplevert aan warmte, dan dat hij gebruikt aan elektriciteit. De COP van een warmtepomp is afhankelijk van de buitentemperatuur: bij lage buitentemperaturen is de COP lager, en werkt de warmtepomp dus minder efficiënt. In de grafiek hieronder kun je zien hoe de COP verloopt als functie van de temperatuur.

De seasonal performance factor (SPF, ook wel seasonal coefficient of performance, SCOP) is een gemiddelde waarde van de COP over het hele jaar. De SPF hangt af van het klimaat waar de warmtepomp geïnstalleerd wordt.

Een typische COP voor een warmtepomp is ongeveer 4. Je kunt ook zeggen dat een warmtepomp ongeveer 400% efficiënt is. Hoe zit dat? Een warmtepomp koelt massa buiten de woning af, zoals buitenlucht. Deze energie krijg je cadeau. Deze energie wordt niet meegerekend bij de efficiëntie, omdat het niet uitmaakt hoeveel de buitenlucht afgekoeld wordt. Daarom kan de efficiëntie, gedefinieerd als warmte-output gedeeld door elektrische input, zo hoog zijn.

 

Heeft u vragen, of informatie toe te voegen? Otto Barten warmtetransitieadvies is altijd geïnteresserd in uw feedback, en ook in bijvoorbeeld praktijkervaring met de hier genoemde technologieën. Neem dus gerust contact op.