handel & industrie Vergelijking tussen WKO-instrumenten Regis en NHI Warmte/koude-opslag (WKO) maakt het mogelijk energie in de bodem op te slaan en te winnen om gebouwen en woningen te koelen en te verwarmen. Het ministerie van Infrastructuur en Milieu zet in op 18.000 systemen in 2020, een groei van circa 1.600 systemen per jaar. Om deze groei te stimuleren, zijn twee instrumenten ontwikkeld voor twee verschillende doelgroepen: voor woningeigenaren en initiatiefnemers van bouwprojecten een landelijk instrument van IF Technology, voor specialisten en adviseurs een expertise-instrument van Tauw en Techniplan.
B
eide instrumenten maken gebruik van landelijke bodemgegevens. Het instrument van Tauw gebruikt Regis II, IF Technology het Nationaal Geohydrologisch Instrumentarium versie II (NHI). In dit artikel wordt een vergelijking gemaakt tussen beide instrumenten. Hiertoe zijn vijf locaties in Nederland bodemtechnisch doorgerekend: Haarlem, Apeldoorn, Helmond, Assen en Middelburg. De resultaten zijn vergeleken met de werkelijke (bodem)situatie op basis van onder andere aanwezige boorbeschrijvingen en uitgevoerde pompproeven. Voor beide instrumenten geldt dat de gebruikers op een snelle manier inzicht krijgen in de mogelijkheden voor warmte/ koude-opslag op een bepaalde locatie. Ze geven op basis van een locatie in Nederland, een gebouwfunctie en bruto vloeroppervlak een kostenraming, terugverdientijd en eventuele aandachtspunten.
Resultaten
kenmerk
Regis II
NHI
grid
250 m * 250 m
250 m * 250 m
aantal lagen
maximaal 21
maximaal 7 2
beschreven eigenschappen per laag
doorlaatvermogen = kD (m /d); weerstand = c (d); diepte = boven en onder (meter t.o.v. NAP)
doorlaatvermogen = kD (m2/d); weerstand = c (d); diepte = boven en onder (meter t.o.v. NAP)
bron
boorbeschrijvingen
Regis II
Het Regionaal Geohydrologisch Informatiesysteem (Regis) II is een verzameling digitale bestanden met hydrogeologische informatie, die TNO samen met de provincies ontwikkelde. Regis II geeft een detaillering van goed en slecht doorlatende lagen in de Nederlandse bodem. Van elke hydrogeologische eenheid is de diepteligging van de onder- en bovenkant en dikte vastgelegd in gridbestanden van 250 bij 250 meter.
Het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium (NHI) is een ge誰ntegreerd landsdekkend grond- en oppervlaktewatermodel van Nederland. Het doel van het NHI is hydrologische ondersteuning te bieden aan beleids- en operationele studies op landelijk (en zoveel mogelijk regionaal) niveau. De NHI bevat net als Regis geometrische en hydraulische eigenschappen.
Vergelijking Regis en NHI.
Bodemtechnisch
Afbeelding 1 laat zien welk watervoerend pakket beide instrumenten kiezen om WKO toe te passen. Beide instrumenten blijken hetzelfde watervoerende pakket te kiezen. Dit komt ook overeen met de gerealiseerde projecten. In Apeldoorn is sprake van een gestuwd gebied. In de referentie is gekozen voor bronpositionering onder de stuwwal. Deze keuze wordt in beide instrumenten indirect gemaakt. Het specialistisch instrument van Tauw genereert geen uitkomsten, de gebruiker moet zelf dieptes aangeven. Het instrument voor woningeigenaren en de bouwsector (IF) zoekt naar het eerste watervoerende pakket onder een scheidende laag en komt uit op een pakket in de stuwing. Wel wordt in dit instrument de waterkwaliteit aangegeven als aandachtspunt. De doorlatendheid verschilt aanzienlijk, omdat beide instrumenten de ondiepere, beter doorlaatbare pakketten adviseren in plaats van het dieper gelegen referentieproject. In dergelijke situaties is de expertise van een geohydroloog onontbeerlijk. In Helmond zijn de verschillen ten aanzien van de keuzes in het instrument inzichtelijk. Het instrument van IF mag in ondiepe pakketten (zonder deklaag erboven) pas filters plaatsen vanaf 20 meter beneden maaiveld in verband met infiltratiedruk. Het instrument van Tauw geeft wederom aan dat een expert moet worden ingeschakeld in verband met risico op problemen met redox. Op basis van de bodemopbouwgegevens in het instrument kan de gebruiker het ontwerp
40
H2O / 17 - 2011
afleiden dat in het schema is aangegeven. De doorlatendheid (de k-waarden) van het instrument van Tauw komen meer overeen met de referentie dan het instrument van IF.
berekende terugverdientijden: de terugverdientijd van het instrument van Tauw valt binnen de marges (in beide gevallen 25 procent) van de berekende tijden door IF.
De doorlatendheden van beide modellen vertonen verschillen. De resultaten uit het instrument van Tauw laten een onderschatting zien van de referentiewaarde; de resultaten van het instrument van IF een overschatting. Deze verschillen zorgen ervoor dat de uiteindelijke brondimensionering iets afwijkt. Bij een lagere doorlatendheid zal verhoudingsgewijs meer putfilter moeten worden geplaatst om dezelfde waterhoeveelheid te onttrekken. De verschillende doorlatendheden leiden echter niet tot grote verschillen in de uiteindelijke kostenraming.
Conclusies
Financieel
Het schema geeft de berekende investeringskosten van beide instrumenten op de vijf locaties weer. Hierin zijn meegerekend de bronnen, het leidingwerk, etc. en de warmtepomp, piekketel en regeneratievoorziening. Op basis van een vergelijking met een conventioneel systeem (CV voor verwarming, koelmachine voor koeling) en de noodzakelijke jaarlijkse onderhouds- en monitoringskosten is vervolgens de terugverdientijd voor het beoogde systeem berekend. De investeringskosten van beide instrumenten blijken tamelijk goed overeen te komen. De berekende kosten blijken minder dan tien procent van elkaar te verschillen. Dit wordt ook bevestigd door de
Beide instrumenten kunnen een eerste bronontwerp dimensioneren dat overeenkomt met de referentiesituatie. Daar waar de menselijke keuzes de bronpositionering en daarmee het ontwerp van de bronnen be誰nvloeden, zijn de verschillen tussen de modellen en het referentieproject groter. Niet vastgesteld kan worden of Regis of NHI beter in staat is om de juiste voorspelling te geven. De verschillen tussen beide instrumenten zijn marginaal en komen niet tot uiting in de kostenraming. De terugverdientijden worden bepaald door keuzes in de berekeningsmethode. De uitgevoerde vergelijking geeft aan dat de verschillen in resultaat meer modeltechnisch van aard zijn. Modelmatige keuzes die gemaakt zijn ten aanzien van bronontwerp bijvoorbeeld de diepte van aanleg van de bronnen ten opzichte van het maaiveld - zijn meer bepalend voor het uiteindelijke financi谷le plaatje. Fouten of verschillen in Regis en NHI blijken de uiteindelijke terugverdientijden niet zodanig te be誰nvloeden dat onjuiste beslissingen worden genomen over de toepassing van WKO. Ervaring met realisatie van bronnen in gestuwde gebieden leert dat het aanleggen van een WKO in deze gebieden complex is.