Maak hier kennis met het toepassen van ijzerpoeder en een lokaal warmtenet om buurten van warmte te voorzien. U zult ervaren dat dit een kansrijke oplossing kan zijn op locaties waar netcongestie de woningbouw beperkt en op locaties waar geen geschikte warmtebronnen voor een warmtenet zijn.
Deze casus is ontwikkeld vanuit het Top Sector Energie project 'Met Energie de Boer op' (2024-2025).
Wilt u meer leren over ijzerpoeder en toepassingen daarvan in ons energiesysteem? Kijk dan verder op de website van Metalot
In een aanzienlijk deel van onze woonbuurten, zowel bestaand als in aanbouw, is een warmtenet uitgesloten vanwege het ontbreken van een geschikte warmtebron. IJzerpoeder biedt potentie om daar verandering in te brengen en kan Nederlandse gemeenten een nieuwe, duurzame optie aanreiken binnen de warmtetransitie.
Net als aardgas kan ijzerpoeder verbrand worden om warmte te leveren aan een wijk of industrieterrein. Het verbrandingsproduct, ijzeroxide (oftewel roest), kan in een zogenoemd regeneratieproces worden teruggevormd tot ijzerpoeder met behulp van waterstof. Waterstof heeft als voordeel dat het duurzaam en flexibel geproduceerd kan worden — bijvoorbeeld tijdens momenten van negatieve energieprijzen door overproductie van windenergie, of als gevolg van congestieprikkels vanuit de netbeheerder. Om deze reden zal TenneT elektrolysers — installaties die waterstof produceren uit water en elektriciteit — integreren bij veel van hun geplande windparken op zee (link).
Het grote voordeel van ijzerpoeder is dat het eenvoudig en langdurig opgeslagen kan worden, waardoor het een oplossing biedt voor seizoensfluctuaties in energievraag. Daarnaast is het goed te vervoeren, gemakkelijk te verbranden en volledig circulair inzetbaar. Daarmee kan ijzerpoeder woningen voorzien van CO₂-vrije warmte én een antwoord bieden op de seizoensonbalans waar het toekomstige energiesysteem in toenemende mate mee te maken krijgt.
Hoewel de technologie achter het verbranden en regenereren van ijzerpoeder relatief eenvoudig is, bevinden we ons nog in de pilotfase als het gaat om toepassing in warmtenetten. Dit komt doordat de vraag naar dit type oplossingen pas recent is ontstaan én de waterstofproductie in Nederland nog in de opbouwfase verkeert.
Bekijk hieronder het stromingsdiagram van de volledige CO₂-vrije ijzerpoederketen. Scroll vervolgens verder om te ontdekken hoe ijzerpoeder energetisch ingepast kan worden in onze woonwijken.
Welkom in de buurt 'Cranendonck' in Budel. Als onderdeel van de woonopgave heeft de gemeente hier een locatie gereserveerd om 50 woningen te bouwen met de volgende eigenschappen:
- 8 vrijstaande woningen, 18 twee-onder-één-kap woningen, 24 appartementen
- Alle woningen worden goed geïsoleerd
- Zonnepanelen op alle (2 tot 4 kWp per woning)
- 30% van de huizen met elektrische auto's
Voor het warmtesysteem van deze woningen staat de gemeente voor een uitdaging. Normaliter zou er gekozen worden voor warmtepompen, maar Enexis heeft aangegeven dat het elektriciteitsnet niet voldoende capaciteit heeft om de volledige woonopgave te realiseren met volledig geëlektrificeerde nieuwbouwhuizen Daarom wil de gemeente beter inzicht in de verschillen tussen opties voor warmtesystemen — én wat die keuzes zouden betekenen voor bewoners, bijvoorbeeld qua energiekosten.. Deze casus op holontool.nl zal die inzichten bieden. Laten we beginnen met het verkennen van het scenario waarbij alle woningen gebruikmaken van warmtepompen voor ruimteverwarming en warm tapwater.
Het holon-model is, net als in de andere casussen, gebruikt om het energiesysteem van deze casus op kwartierbasis door te rekenen, hierbij is echte data van woningen gebruikt. Bekijk hier rechts de stromingsdiagram waarin alle energiedragers en de gebruiksdoelen voor deze 50 woningen worden gekwanitficeerd. Met je muis kun je de waarde van ieder blok in de diagram bekijken.
Voor deze casus zijn drie KPIs gedefinieerd:
- de piek van de gelijktijdige netbelasting per woning,
- de kosten voor verwarming per kWh (uitgedrukt in levelized cost of energy, LCOE), en
- de totale CO2 uitstoot van alle 50 woningen samen.
Verken de stromings-diagram en de KPIs goed. In de volgende stappen gaan we die vergelijken met andere scenario's.
Om de gemeente te ondersteunen bij het verkennen van de prestaties verschillende warmteoplossingen kun je hieronder de opties 'gas' en 'warmtenet met restwarmte' instellen en vergelijken met de (net)situatie in het warmtepompscenario.
Verwarmingssysteem
De KPI voor CO₂-uitstoot laat duidelijk zien waarom we in Nederland doorgaans niet meer voor gas kiezen. De uitstoot bij gas ligt bijna 40% hoger dan bij het gebruik van warmtepompen. Een aanzienlijk deel van die uitstoot komt overigens voort uit het hoge aandeel benzineauto's bij woningen die in elk scenario gelijk blijft. De gelijktijdigheid bij gas gaat aanzienlijk omlaag. Dat betekent dat het de bouw van de wijk mogelijk maakt, wat voor de gemeente een belangrijk criterium is.
De optie 'warmtenet met restwarmte' lijkt de voordelen te bieden die de bouw van de wijken mogelijk maakt. Lage netcongestie en lage CO2 uitstoot. Voor restwarmte rekenen we geen CO₂ uitstoot mee, dat is mogelijk niet op alle situaties van toepassing. Echter, er moet hoe dan ook restwarmte beschikbaar zijn voor een dergelijke oplossing. De gemeente heeft een inventarisatie gedaan van mogelijke bronnen in de omgeving, maar er blijkt helaas niet voldoende restwarmte in de nabijheid van Cranendonck te zijn. Daar komt bij dat de prijs van restwarmte voor de consument niet het meest gunstige is.
Omdat een warmtenet op restwarmte hier niet mogelijk is, zou dit in potentie een geschikte casus kunnen zijn voor een warmtenet op basis van ijzerpoederverbranding. Doordat de ijzerpoederverbrander lokaal geplaatst kan worden, zijn de transportverliezen in het warmtenet bovendien lager dan bij een aansluiting op een externe restwarmtebron.
Verwarmingssysteem
Als je de optie 'warmtenet met ijzerpoeder' selecteert zie je vergelijkbare resultaten als bij de optie 'warmtenet met restwarmte'. Dit komt doordat de verandering plaatsvind in de keten vóór de wpmomgem, en niet in de energiedynamieken binnen de huishoudens. Het grote verschil is echter dat dit warmtenet wél realiseerbaar is in de nieuwbouwwijk. In vergelijking met warmtepompen verlaagt het de netbelasting met bijna 30%, en ten opzichte van aardgas ligt de CO₂- uitstoot van de woningen bijna 40% lager.
Ook het kostenplaatje speelt een belangrijke rol. Hoewel de LCOE voor warmtesystemen sterk afhankelijk is van de specifieke situatie, hebben we voor restwarmte, warmtepompen, en gas, respectievelijk, de kentallen 0.22, 0.12, en 0.15 euro/kWh gebruikt. Voor ijzerpoeder maken we gebruikt van we de ijzerpoeder rekentool (IPA tool) ontwikkeld binnen het TSE project 'Met Energie de Boer Op'. Daarbij komt de LCEO van verwarmen met ijzerpoeder uit op circa 0.17 eruo/kWh. Daarnaast houden we rekening met een aanvullende 0.03 euro/kWh voor de lokale infra- structuur
Geïnteresseerden raden we aan om de IPA tool te verkennen. Daar kunnen verschillende systeemconfiguraties voor de productie van ijzerpoeder in detail verkend en geoptimaliseerd worden.
.