Maart 2023
‘Zonder koudwatervrees heeft zonnewarmte in Nederland veel potentie’
Interview met Corry de Keizer, programmacoördinator en onderzoeker Energie en Materialentransitie TNO
Corry de Keizer, programmacoördinator en onderzoeker binnen de unit Energie en Materialentransitie van TNO, schreef samen met collega-onderzoeker Luuk Beurskens ‘De Businesscase voor Zonnewarmte’. Deze vorm van duurzame energie speelt volgens haar, nu nog onterecht, een marginale rol in de warmtetransitie. De Keizer: ‘Zonnewarmte heeft veel potentie, maar aandacht van industrie en overheid blijft hard nodig. Zonder stimulering en innovaties wordt het moeilijk om in de toekomst de noodzakelijke stappen te kunnen zetten.’
Zonnewarmte is tot op heden vaak een ondergeschoven kindje. Hoe komt dat?
Men gebruikte deze techniek de afgelopen decennia vooral voor warmteopwekking ten behoeve van warm tapwater in woningen. Zonnewarmte bleef relatief onbekend en de kosten voor een zonnewarmtesysteem bleven relatief hoog, terwijl de gasprijzen laag waren. Bovendien was er geen langdurige, aantrekkelijke subsidieregeling voor zonnewarmte.’
‘Daar komt bij dat er de afgelopen jaren vooral aandacht was voor het verduurzamen van de elektriciteitsvoorziening met windturbines en pv-panelen. Door de toegenomen interesse in de warmtetransitie stijgt nu de vraag naar andere duurzame oplossingen, waaronder zonnewarmte.’
Is Nederland eigenlijk wel klaar voor zonnewarmte?
‘Honderd procent. Overal om ons heen zien we duurzame initiatieven ontstaan. In aardgasvrije wijken en soortgelijke proeftuinen kan zonnewarmte een cruciale rol spelen. Maar het is nooit een op zichzelf staande optie. Je hebt altijd een diversiteit aan oplossingen nodig; een combinatie met andere opwektechnologieën en warmteopslag.’
‘Zonder koudwatervrees heeft zonnewarmte in Nederland veel potentie. Dat zie je ook terug in het aantal projecten en pilots dat gebruik maakt van zonnewarmte. Een mooi voorbeeld daarvan is de ontwikkeling van het grootste zonnewarmtepark van Nederland, het op twee na grootste ter wereld, met ruim 24.000 zonnecollectoren op 12 hectare land. De zonnewarmte die dit park nabij Groningen opwekt, wordt met een warmtenet naar 10.000 aangesloten huishoudens en bedrijven getransporteerd. Daar voorziet het in 25 procent van de totale warmtevraag.’
‘Zonnewarmte benutten is een eerste stap in het verduurzamen van de warmtevoorziening’
Wat is volgens u de beste combinatie?
‘Ik denk niet dat er één perfecte combinatie is. Dat heeft te maken met het feit dat een situatie nooit hetzelfde is en er verschillende typen zonnewarmtesystemen zijn. Een zonneboiler heeft meestal één of twee collectoren en wordt gecombineerd met een hr-ketel of warmtepomp. Dit systeem produceert ongeveer 50 procent van de warmte voor de warm tapwatervraag. Een combisysteem heeft wat meer collectoren en draagt ook bij aan de ruimteverwarming. Dit is beperkt door de seizoensmismatch. Deze systemen kunnen ook groter worden uitgevoerd voor bijvoorbeeld een appartementencomplex. Daarnaast kunnen hele grote systemen een warmtenet voorzien van warmte'. Dit kan tot circa 20 procent van de warmtevraag zonder hele grote seizoensopslag. Met seizoensopslag kan dit tot een groter deel van de warmtevraag. De opbrengst staat altijd in relatie tot de warmtevraag over het seizoen.’
‘Tevens zijn er PVT-panelen – een combinatie van zonnecollector en pv-paneel in één module – die zonnewarmte met zonnestroom combineren. De warmte van deze niet-geïsoleerde panelen wordt meestal gebruikt aan de bronzijde van een brine-water warmtepomp of voor regeneratie van een bodembron of wko, soms in combinatie met een zeer lage-temperatuurwarmtenet.’
‘In ons onderzoek richten we ons op een groot zonnewarmteveld met seizoensopslag en een woning met een dakoppervlak van 20 m2. Voor de woning hebben we twee opties uitgewerkt. In het eerste geval betreft het een combinatie van zonnecollectoren en pv-panelen. Soms, en dat is de tweede mogelijkheid, voldoen ook enkel PVT-panelen met mogelijk een paar extra pv-panelen. Dat brengt ons meteen bij de voordelen van PVT-panelen. Daarmee wek je namelijk over het hele oppervlak zowel warmte als elektriciteit op.’
Die transitie brengt vast ook uitdagingen met zich mee?
‘Jazeker. Het grootste knelpunt zit ’m momenteel in de beschikbaarheid van gecertificeerde installateurs. Los daarvan is zonnewarmte in de installatiesector nog relatief onbekend, al komt daar langzaamaan verandering in. Niet in de laatste plaats vanwege de aanstaande verplichting om tenminste een hybride warmtepomp te installeren wanneer je vanaf 2026 je cv-ketel vervangt. Wanneer het zover is, en liefst eerder, moet de bekendheid van de mogelijkheden om zonnewarmte op te wekken bekend zijn bij installateurs en het grote publiek. Zonnewarmte benutten is namelijk, als je het mij vraagt, een eerste stap in het verduurzamen van de warmtevoorziening van je woning en sluit aan op eventuele vervolgstappen voor de verduurzaming.’
Valt er ook op technologisch gebied nog veel te winnen voor zonnewarmte?
‘Absoluut. Innovaties vinden op dit moment vooral plaats op het gebied van pv-panelen. Terwijl er ook voor PVT-panelen grote en reële kansen liggen. Bij deze ontwikkelingen wordt bijvoorbeeld gewerkt aan de optimalisatie van de absorber om warmte uit de omgevingslucht te onttrekken die in combinatie met een warmtepomp de woning verwarmt. Er liggen ook kansen voor het optimaliseren en het meer plug-and-play maken van de soms complexe zonnewarmtesystemen in combinatie met een warmtepomp. Maar vergis je aan de andere kant niet; de standaard zonnecollector is al heel lang op de markt en heeft z’n nut als betrouwbare en direct te integreren toepassing bewezen. Daarbij zijn er ook ontwikkelingen waarbij de collector hetzelfde formaat heeft als een pv-paneel, waardoor hij nog makkelijker toepasbaar wordt. Ook zijn er ontwikkelingen in combinatie met bijvoorbeeld laag- of middentemperatuur warmtenetten en seizoensopslag’.
Ook bij zonnewarmte geldt dat de meeste energie wordt opgewekt op het moment dat de vraag laag is. Hoe moeten we daar mee omgaan?
‘Dat is exact de reden waarom je zonnewarmte altijd in combinatie met andere warmteopwekkers, zoals een hybride warmtepomp of een lucht-waterwarmtepomp, moet gebruiken. Juist in deze systemen functioneert een PVT-systeem niet alleen als warmteopwekker voor tapwater, maar ook als warmtewisselaar die zelfs bij bewolkt en kouder weer, warmte uit de lucht haalt voor de warmtepomp. In de toekomst komen daar ook zeker systemen van individuele en collectieve warmteopslag bij. Dat is belangrijk op de dagen dat de zon schijnt, en dus veel energie opwekt, maar je die zonnewarmte nauwelijks kunt gebruiken.’
Is elke woning geschikt voor zonnewarmte?
‘Bij zonnewarmte draait het altijd om het invullen van een warmtevraag. Wanneer die bekend is, moeten we eigenlijk als eerste kijken naar de geschiktheid van een woning om zonnewarmte in te zetten. Ruimte speelt daarbij een cruciale rol. Voor een standaard rijtjeswoning is het slim om deze techniek te combineren met bijvoorbeeld pv-panelen. Er zijn ook toepassingen waarbij je de opwekking van zonnewarmte in de gevel kunt integreren, al zie je dat in Nederland nog niet heel veel. Ik zie daarin zeker voldoende groeipotentieel. Ik ben dan ook blij dat er dagelijks bedrijven zijn die hun tanden in dit vraagstuk zetten.’
‘Veel bedrijven zullen de komende jaren met zonnewarmte te maken krijgen’
Waarmee moeten installateurs rekening houden als het om zonnewarmte gaat?
‘Op het moment dat je de opgewekte warmte een paar kilometer moet transporteren, verlies je weer een groot deel. Ontwerpers en installateurs moeten zich dus realiseren dat de plek waar de zonnewarmtecollectoren staan opgesteld altijd dicht bij de gebruiker moet liggen. Maar voor installateurs is het op de hoogte blijven van de laatste technische ontwikkelingen nog belangrijker. Een aantal partijen heeft inmiddels veel ervaring, terwijl er bij veel andere organisaties en bedrijven nog een gebrek aan kennis is. Dat is jammer, want veel bedrijven zullen de komende jaren met zonnewarmte te maken krijgen. Onder meer branchevereniging Holland Solar wil daarin verandering aanbrengen. Zij lanceren daarom een opleiding voor zonnewarmte-installateurs; vakmensen die zich bezighouden met zonneboilers en zonnecollectoren. Overigens zijn er nu ook subsidieregelingen voor zonnewarmtesystemen, ISDE en SDE++. Installateurs moeten hun klanten daar op wijzen om hen over de streep te trekken een zonnewarmtesysteem aan te schaffen. Overigens heeft de overheid gelukkig ook steeds meer aandacht voor zonnewarmte in beleidsstukken.’
Hoe ziet u de toekomst van zonnewarmte over vijf tot tien jaar?
‘Zonnewarmte gaat een steeds belangrijkere rol spelen in de warmtetransitie. Ik verwacht daarbij ook veel van collectieve zonnewarmte in combinatie met grootschalige opslag. Aan de andere kant zie ik ook een sterke opkomst van de combinatie pv- en zonnecollectoren, al dan niet in de vorm van PVT-panelen, in combinatie met een warmtepomp. Dat is op zich niet zo gek, want zonnewarmte als aanvulling op andere duurzame opweksystemen draagt kosteneffectief bij aan de verduurzaming van de energievoorziening en de toekomst van aardgasvrije wijken. Maar aandacht van industrie en overheid blijft hard nodig. Zonder stimulering en innovaties wordt het moeilijk om in de toekomst de noodzakelijke stappen te kunnen zetten.’