Door overschotten aan hernieuwbare stroom om te zetten in warmte en op te slaan zou netcongestie verminderd kunnen worden, volgens een onderzoek van CE Delft. Tijdens momenten van piekproductie zou de stroom die zonnepanelen opwekken kunnen worden ingezet om een warmtepomp te laten draaien, waarbij die warmte vervolgens ondergronds kan worden opgeslagen om later te gebruiken.

Op 13 maart organiseerden TKI Urban Energy, KWR en de Nationale Learning Community Systeemintegratie een evenement waarin de resultaten van twee onderzoeken naar power-to-heat en warmteopslag werden gepresenteerd.

Naast het eerdergenoemde onderzoek van CE Delft naar de potentie van power-to-heat en warmteopslag, presenteerde ook KWR de resultaten van het COHEASY-project. Hierin is met een casusgerichte aanpak gekeken naar de bijdrage van warmteopslag aan een flexibel elektriciteitssysteem.

Lees ook: COHEASY: de potentie van eWarmteflex

Volgens CE Delft kunnen power-to-heat en warmteopslag helpen vraag en aanbod op het stroomnet beter aan elkaar te koppelen. Het onderzoek keek naar twee methodes voor power-to-heat: warmtepompen en elektrische boilers. Daarnaast keek het nog drie methodes voor warmteopslag: tankopslag (TTES), opslag in een geïsoleerd gat in de grond (PTES) en hogetemperatuuropslag in een ondergrondse waterlaag (HT-ATS).

Power-to-heat
Volgens CE Delft zouden elektrische boilers tegen 2030 ongeveer 2 petajoule per jaar kunnen leveren aan warmtenetten in Nederland. Voor warmtepompen geldt dat ze in 2030 rond de 4 petajoule zouden kunnen leveren. Echter, elektrische boilers hebben een groter groeipotentieel: CE Delft verwacht dat ze tegen 2050 9 petajoule per jaar zouden kunnen leveren, ten opzichte van 7 petajoule voor warmtepompen.

Met een elektriciteitsvraag van 600 megawatt in 2030 kunnen elektrische boilers ook een stuk meer overschotten aan hernieuwbare elektriciteit afvangen dan warmtepompen. CE Delft verwacht dat warmtepompen vanwege hun hoge rendement slechts 150 megawatt in 2030 en 250 megawatt in 2050 zullen kunnen afvangen. Elektrische boilers zouden in 2050 zelfs 1,9 gigawatt aan piekbelasting kunnen aftoppen. Toch kan de potentie van warmtepompen nog een stuk groter worden wanneer geothermie en het benutten van restwarmte niet van de grond komen. Hierdoor ontstaat er ook een businesscase voor warmtepompen in grotere warmtenetten.

Warmteopslag en het COHEASY-project
Het onderzoek van CE Delft concludeert dat zowel energieopslag in een geïsoleerd gat in de grond (PTES) als hogetemperatuuropslag in een ondergrondsewaterlaag (HT-ATS) de potentie hebben warmte voor langeres periode op te slaan.

Het COHEASY-project evalueerde aan de hand van twee praktijkcases – een in Groningen en een in Den Haag – de prestaties van warmteopslagsystemen. Hieruit bleek dat de KPI’s niet verschilden van andere warmtesystemen, en daarnaast wel meer flexibiliteit opleverde. Een volledig flexibele inzet is echter nog niet mogelijk.

Duidelijk beleid nodig
CE Delft noemt een tweetal voorwaarden voor power-to-heat en warmteopslag, om een systemische bijdrage te leveren aan het benutten van overschotten aan hernieuwbare energie en het verminderen van aardgasgebruik.

Ten eerste moeten elektrische boilers altijd flexibel kunnen worden ingezet als aanvulling op een warmtenet, ze moeten niet nodig zijn voor de normale warmtevraag. Ten tweede moet de inzet afhankelijk kunnen zijn van de elektriciteitsprijzen, in plaats van de warmtevraag. Alleen dan power-to-heat met opslag concurreren met elektriciteitscentrales op fossiele energie.

De onderzoekers benadrukken daarom dat er met name duidelijk beleid nodig is om de systemische rol – die power-to-heat en opslag kan spelen – te benutten. CE Delft beveelt daarbij een tijdelijke investeringssubsidie aan voor grootschalige langdurige thermische opslag en een duidelijk beoordelingskader om het vergunningsproces voor bodemopslagsystemen te standaardiseren.

Lees ook: Met het juiste beleid kunnen power-to-heat en opslag hun systeemrol gaan vervullen

De gecombineerde potentiële opslagcapaciteit is volgens CE Delft 0,6 petajoule 2030 en 1,4 petajoule in 2050. “Hoewel dit laag lijkt ten opzichte van de totale warmtevraag, gaat het hier om meerdere op- en ontlaadsessies per jaar. Warmteopslag zal daardoor een merkbare bijdrage leveren aan de totale energieopslagbehoefte”, aldus de onderzoekers.