Expert talk: Koning Winter komt eraan. Waar zijn de warmtepompen?

Zowel de position paper als deze begeleidende Expert Talk kwamen tot stand dankzij de inbreng van verschillende onderzoekers van VITO/EnergyVille. Toch verdienen de hoofdauteurs – Christina Protopapadaki, Maarten De Groote en Birgit Vandevelde – speciale erkenning voor hun belangrijke bijdragen die deze publicaties mogelijk hebben gemaakt.

Achtergrond

Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de Verenigde Naties windt er geen doekjes om: nu de uitdagingen als gevolg van de klimaatverandering steeds groter worden, moeten we dringend de weg inslaan naar een kosteneffectieve decarbonisatie [1]. In combinatie met de behoefte aan dringende en impactvolle maatregelen, moeten strategische keuzes worden gemaakt die uitgaan van een geïntegreerde maatschappelijke aanpak. En in dat opzicht is het cruciaal om de verwarming van ons gebouwenbestand nader te bekijken. Het gaat daarbij niet alleen om de rol die verschillende technologieën kunnen en moeten spelen, maar ook om de evenwichtsoefening tussen vraagvermindering en het decarboniseren van onze warmtevoorziening.

In het najaar van 2022 lanceerde EnergyVille PATHS2050 – The Power of Perspective, een online platform dat belangrijke inzichten biedt om België kosteneffectief te decarboniseren in een hele reeks verschillende sectoren. De resultaten van de momenteel onderzochte scenario’s voor het gebouwenbestand wijzen allemaal in de richting van een algemeen resultaat, ongeacht het overwogen scenario: in combinatie met vraagvermindering is een grootschalige inzet van warmtepompen nodig, aangevuld met stadsverwarming¹.

De bovenstaande factoren hebben het VITO/EnergyVille-onderzoeksteam van de Smart Energy & Built Environment Unit gestimuleerd een position paper te schrijven. Daarin vatten ze hun eigen onderzoeksactiviteiten op het gebied van beleidsondersteuning en de implementatie van projecten met samen.

Nu de winter nadert, is het verwarmen van onze huizen weer een veelbesproken onderwerp. Daarom geven we je in deze Expert Talk graag een overzicht van de belangrijkste punten uit de position paper.

De opkomst van de warmtepomp

Warmtepompen – een gevestigde technologie – zijn de afgelopen jaren voortdurend verbeterd, waardoor ze bruikbaar zijn geworden voor verschillende individuele en collectieve toepassingen in de residentiële sector. Vanwege hun uitzonderlijke efficiëntie bij het leveren van warmte, zijn ze van cruciaal belang voor het decarboniseren van verwarming in gebouwen. In lijn met het EU-beleid om de afhankelijkheid van (Russische) fossiele brandstoffen snel te verminderen en de groene transitie te versnellen², zien we dan ook dat gebouwgerelateerd beleid op zowel lidstaat- als EU-niveau warmtepompen recentelijk een prominentere plaats heeft gegeven in de energietransitie. Dit gegeven werd mede beïnvloed door de energiecrisis en de toegenomen bewustwording van de energietransitie.

Op lidstaatniveau wordt de uitrol van warmtepompen in heel Europa bevorderd met beleidsmaatregelen. Voorbeelden zijn het verbod op gasaansluitingen op het net voor nieuwe woningen in Nederland en Vlaanderen³, een verplicht aandeel hernieuwbare energie in verwarmingssystemen in Duitsland⁴, en limieten voor de uitstoot van broeikasgassen voor nieuwe verwarmingssystemen in Frankrijk⁵.

België heeft bijvoorbeeld onlangs een sterke versnelling gezien in de uitrol van warmtepompen – weliswaar op dit moment voornamelijk in nieuwbouw – terwijl de transitie in bestaande gebouwen blijft aanslaan. Deze versnelling kan worden toegeschreven aan een krachtige combinatie van de energiecrisis, een verhoogd bewustzijn van de energietransitie, en nieuw ingevoerd bouwgerelateerd beleid. Specifiek in Vlaanderen voorziet het “Warmteplan 2025” financiële ondersteuning voor de installatie van warmtepompen, alsook de geleidelijke uitfasering van olieketels en het verbod op gasaansluitingen in nieuwe gebouwen [2]. Door al deze factoren is de verkoop van warmtepompen en warmtepompboilers in de eerste helft van 2023 met maar liefst 140% gestegen ten opzichte van het jaar daarvoor. Een kwart van alle verkochte verwarmingssystemen bestaat tegenwoordig zelfs uit warmtepompen6. Hoewel de invoering in bestaande gebouwen dus nog steeds te traag verloopt, is de sterke versnelling in nieuwbouw niet te ontkennen. Dezelfde versnellende trend is merkbaar op Europees niveau, waar verkoopgegevens van 16 Europese landen een stijging van 38% laten zien in de verkoop van warmtepompen in 2022. Daarmee wordt de stijging van 34% in de jaarlijkse verkoop van 2021 overtroffen [3], [4]. 

Figuur 1: Europese ontwikkeling van de verkoop van warmtepompen per type (Air/air omvat warmtepompen met een primaire verwarmingsfunctie). Bron: aangepast van EHPA [4]. 

Tegelijkertijd heeft de Europese Commissie op EU-niveau onlangs een oproep gedaan tot het indienen van bewijs en een openbare raadpleging geïnitieerd om een specifiek Actieplan voor Warmtepompen⁷ op te stellen. Dit initiatief is bedoeld om de invoering van warmtepompen in Europa verder te versnellen door de nadruk te leggen op wetgeving, financiering, communicatie en vaardigheidsopbouw. Daarnaast wordt een warmtepompversnellingsplatform opgezet dat alle relevante stakeholders samenbrengt. Met dit plan wil de Europese Commissie tegen 2027 minstens 10 miljoen extra warmtepompen installeren. 

Obstakels op de weg

De openbare raadpleging voor het Actieplan voor Warmtepompen heeft het algemene standpunt bevestigd dat warmtepompen een belangrijke rol zullen spelen bij het bereiken van de klimaat- en energiedoelstellingen van de Europese Unie.  Tegelijk is duidelijk geworden dat aanzienlijke inspanningen nodig zullen zijn om de invoering van warmtepompen voldoende te versnellen.

De uitdagingen zijn momenteel nog groot. Gereedheid voor het net, gereedheid voor de bouw, lagere aanloop- en operationele kosten, betaalbaarheid en geschoolde werknemers zijn slechts enkele van de belangrijkste punten die onze aandacht vereisen, zoals gebleken uit de openbare raadpleging. Tegelijkertijd kan onder andere het gebrek aan betrouwbare en gemakkelijk toegankelijke informatie een belangrijke factor zijn die de acceptatie van de technologie belemmert.

De behoefte aan een kompas

Kortom, er is meer bewijs en duidelijkere communicatie nodig om zowel het beleid te versterken als de acceptatie en marktintroductie te bevorderen. Alle belanghebbenden in heel Europa – inclusief beleidsmakers en burgers – zouden baat hebben bij een kompas in de vorm van transparantere en betrouwbaardere informatie waarop ze hun beslissingen kunnen baseren:

Onder welke omstandigheden is de installatie van warmtepompen zinvol – vanuit technisch, economisch en breder maatschappelijk perspectief? Welke gebouwen zouden met voorrang warmtepompen moeten invoeren? Wat is de rol van energie-efficiënte renovatie? Welke beleidsmaatregelen zijn nodig om de invoering te versnellen en er tegelijkertijd voor te zorgen dat de vereiste aanvullende maatregelen, zoals verbeteringen in energie-efficiëntie, worden genomen?

Een grondige en op feiten gebaseerde analyse kan helpen om cruciale kwesties te begrijpen en mogelijke maatregelen te identificeren om deze kwesties te verzachten.

Dan komen we nu bij de bevindingen van ons onderzoek⁸, waarin we ingaan op vijf cruciale elementen die de haalbaarheid van de invoer van warmtepompen in woongebouwen beïnvloeden. Voor elk van deze elementen bieden we inzichten die op feiten zijn gebaseerd. 

Vijf cruciale elementen

1. Gunstige marktomstandigheden voor de uitrol van warmtepompen in bestaande gebouwen

Ten eerste is de initiële investeringskost een cruciale beslissende factor die mensen al dan niet aanzet tot de aanschaf van een warmtepomp, en deze investeringskost hangt af van drie hoofdelementen: de capaciteit van de warmtepomp, het type warmtebron en de installatiekosten. Wat de installatiekosten betreft, zien we dat deze aanzienlijk variëren van land tot land, waardoor daar het grootste potentieel ligt om de initiële investeringskosten te verlagen.

Zeker zo belangrijk is of het bestaande warmtedistributiesysteem voldoende is voor een goede werking. Hier zien we dat het systeem inderdaad vaak aan de eisen voldoet, omdat het systeem in veel gevallen overgedimensioneerd is als gevolg van eerdere renovatiewerkzaamheden of initiële overdimensionering.

Een andere bijzonder invloedrijke factor voor de uitrol van warmtepompen is de verhouding tussen de prijs van elektriciteit en die van fossiele brandstoffen. Deze prijsverhouding varieert aanzienlijk, zowel in de tijd als van land tot land, omdat deze sterk afhankelijk is van de geopolitieke context en het beleid. Figuur 2 laat zien hoe de verhouding aanzienlijk verschilt tussen Europese landen. 

Figuur 2: Visualisatie van de prijsverhouding tussen elektriciteit en gas voor huishoudelijke consumenten in S1 van 2023. Eigen visualisatie op basis van Eurostat.

Tabel 1 hieronder toont ons het percentage warmte dat geleverd wordt door het warmtepompgedeelte van een hybride systeem voor verschillende prijsverhoudingen. Zo zien we dat bij een prijsverhouding van 4,5 – gemiddeld in lijn met de prijzen in Vlaanderen tussen 2015 en nu – het voor gebouwen met eender welk isolatieniveau qua operationele kosten niet interessant is om een warmtepomp te gebruiken of een hybride systeem in warmtepompmodus te laten werken. Bij een verhouding van 1,8 daarentegen, is de voorkeur van de warmtepomp boven de gasboiler voor het grootste deel van de tijd vanzelfsprekend, zelfs voor slecht geïsoleerde woningen. Over het algemeen treedt het omslagpunt voor de rentabiliteit van de werking van een moderne warmtepomp in de Belgische context dus op bij de elektriciteits-/gasprijsverhoudingen lager dan 2,5. 

Tabel 1: Invloed van de verkoopprijsverhouding elektriciteit/gas op de beslissingsmatrix voor middelgrote rijtjeswoningen, met een overdimensioneringsfactor van 1,3 en een binnentemperatuurinstelling van 18°C. De beslissingsmatrix toont het aandeel warmte dat in een jaar door de warmtepomp wordt geleverd voor verschillende isolatieniveaus, zoals uitgelegd in voetnoot 9⁹. 

2. Technische haalbaarheid

De technische haalbaarheid van warmtepompen is algemeen erkend, omdat ze werken volgens de principes van de thermodynamica en effectief zijn gebleken voor zowel verwarmings- als koeltoepassingen. Vooruitgang in de technologie heeft geleid tot de ontwikkeling van zeer efficiënte en betrouwbare warmtepompsystemen, waardoor ze een technisch haalbare en duurzame optie zijn voor residentiële, commerciële en industriële verwarmings- en koelingsbehoeften.

Of er een volledig elektrische warmtepomp kan worden geïnstalleerd, wordt voornamelijk bepaald door de energieprestaties van het gebouw en het ontwerp van het temperatuurregime van het distributiesysteem. De combinatie van deze twee parameters is cruciaal om de haalbaarheid van verschillende systeemontwerpen te bepalen. Een goed begrip van in welke gevallen de ontwerplast opmerkelijk hoog is, of de bedrijfsomstandigheden suboptimaal zijn – zoals bij omstandigheden die te hoge aanvoertemperaturen vereisen – kan helpen om onnodig dure toepassingen van warmtepomptechnologie te voorkomen.

Hoewel warmtepompen voor de meeste woningen technisch haalbaar zijn, zijn de vereiste warmtepompcapaciteiten niet altijd beschikbaar. Daarom kan een verbeterde energieprestatie helpen om de vraag naar verwarming te verminderen, waardoor de benodigde omvang beperkt wordt. Afhankelijk van de huidige staat van het gebouw kunnen bescheiden ingrepen, zoals het vervangen van ramen of dakisolatie, in veel gevallen technisch gezien voldoende zijn. Voor de minst presterende woningen kunnen ingrijpende renovaties de levenscycluskosten echter nog verder verbeteren.

Aan de andere kant kan het verlagen van de aanvoertemperatuur van het hydronische verwarmingssysteem ook een lagetemperatuursysteem mogelijk maken, waardoor de kosten van de warmtepomp dalen. Deze upgrade van het emissiesysteem kan worden bereikt met boostertechnologie of gewoon met extra emissie-elementen. Als deze oplossingen niet voldoende zijn, zijn er ook hogetemperatuur-warmtepompen beschikbaar, weliswaar tegen een hogere kostprijs.

Voor gebouwen met zeer hoge thermische behoeften zijn hybride systemen – die een warmtepomp en gasboiler combineren – een andere optie. Deze systemen helpen de energie-efficiëntie te verbeteren zonder dat renovatie nodig is, maar het kan zijn dat ze in de toekomst nog steeds vervangen moeten worden door volledig elektrische warmtepompen. Dit hangt af van het langetermijnbeleid dat in elk land wordt toegepast.

3. Bijdrage van een PV-systeem

Warmtepompen hebben een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit nodig om te werken, wat vaak leidt tot de suggestie om fotovoltaïsche (PV) penelen te installeren om het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp te dekken. De context van de hervorming van de energiemarkt heeft echter de economische zin van het combineren van warmtepompen met PV-panelen omgevormd tot een iets subtielere vraag.

Met lage teruglevertarieven en een verschuiving naar capaciteitsgebaseerde netwerktarieven, is het belangrijk om het eigenverbruik van deze combinatie van technologieën te maximaliseren. Figuur 3 toont het jaarlijkse profiel van de elektriciteitsvraag van een warmtepomp voor een goed geïsoleerde, typisch Vlaamse woning in donkergroen. De lichtgroene kleur toont de elektriciteitsproductie van een groot zuidgericht PV-systeem in lichtgroen.

Figuur 3: Jaarlijks profiel van de elektriciteitsvraag van de warmtepomp voor een typische Vlaamse grote rijtjeswoning met een hoge thermische isolatie (donkergroen) en lokale PV-productie (installatie van 10 kWp, gericht op het zuiden) (lichtgroen). 

We constateren dat het eigenverbruik laag is, omdat de vraag naar verwarming en de PV-opwekking seizoensgebonden zijn en niet afgestemd op het tijdstip van de dag. De gebruikelijke thermostaatinstellingen voor een werkend gezin vereisen namelijk verwarming wanneer de zon nog niet op is, of al onder is. Dit verklaart waarom er een gemiddelde belastingdekkingsfactor (het aandeel van de belasting gedekt door PV) van net onder de 10% werd gevonden voor typische verwarmingsprofielen.

Door intelligente regelsystemen te gebruiken die reageren op de thermische buffercapaciteit van gebouwen, kan de elektriciteitsvraag in goed geïsoleerde gebouwen natuurlijk met een paar uur worden verschoven.  Dit om de vraag beter af te stemmen op de lokale PV-productie. Maar zelfs in dit geval blijft de dekking van de warmtevraag door PV beperkt tot ongeveer 15 tot 20% [5], [6].

Elektrische opslag kan dus een gedeeltelijke oplossing bieden om het dagelijkse eigenverbruik te verhogen en een betere integratie van hernieuwbare energietechnologieën mogelijk te maken. Maar, de vraag naar verwarming en de opwekking van fotovoltaïsche energie zijn seizoensgebonden. Daarom zou het efficiënter zijn om het eigenverbruik te optimaliseren op het niveau van gebouwclusters, in plaats van individuele woningen. Op deze manier zou men gebruik kunnen maken van verschillende vraagprofielen, waaronder niet-residentiële belastingen, die samen de potentieel beschikbare lokale hernieuwbare elektriciteitsproductie nauwkeuriger kunnen volgen.

4. Rol van de warmtepomp in kostenoptimale renovatie

Het nieuwste voorstel voor een herziening van de Energy Performance of Buildings Directive (EPBD)¹⁰ voorziet in Minimum Energy Performance Standards (MEPS) om een hoger renovatietempo van bestaande gebouwen te garanderen. Het doel is om tegen 2050 een volledig koolstofvrij gebouwenbestand te hebben. De beoordeling van de kostenoptimaliteit en kosteneffectiviteit van deze MEPS maakt een vergelijking tussen verschillende renovatiemaatregelen mogelijk. Dit maakt het interessant om te zien hoe warmtepompen zich verhouden tot condenserende gasboilers.

In de kostenoptimale renovatieanalyse van 135 referentiegebouwen werden haalbare energieprestatiescores uitgezet tegen de totale levenscycluskosten. Voor elk renovatiepakket werd het oorspronkelijke verwarmingssysteem uitgelicht, waarbij de pakketten werden vergeleken met een warmtepomp en met een condenserende gasboiler. Dit werd gedaan voor drie prijsscenario’s en zowel voor het theoretische EPC-berekende energiegebruik als het aangepaste “werkelijke” gebruik.

Uit de berekeningen voor het theoretische EPC-energiegebruik bleek dat de totale levenscycluskosten voor warmtepompen dalen bij lagere energieprijsverhoudingen. Ze worden vergelijkbaar met de kosten van gasboileroplossingen wanneer de verhouding rond 2,5 ligt. In dergelijke gevallen behoren warmtepompen tot de kostenoptimale oplossingen.

Zoals te zien is in Figuur 4, is het plaatje heel anders als we kijken naar het geschatte “werkelijke” verbruik. Hier zijn de totale kosten van de huidige situatie altijd lager zijn dan die van oplossingen met een warmtepomp, vooral voor slecht geïsoleerde gebouwen. Dit komt doordat het “werkelijke” huidige verbruik veel lager is dan het theoretisch EPC-berekende verbruik voor lage energieprestatieniveaus. De verschillen tussen het “werkelijke” verbruik en het EPC-berekende verbruik zijn het gevolg van twee effecten. Allereerst is er het prebound-effect, waarbij bewoners van slecht presterende gebouwen hun energieverbruik verlagen tot onder het standaard comfortniveau om geld te besparen. Daarnaast is er het rebound-effect, waarbij bewoners na renovatie meer energie verbruiken om hun comfort te verbeteren in vergelijking met daarvoor. In deze context is het nuttig op te merken dat terwijl de kostenbesparingen beperkter kunnen zijn dan verwacht, de comfortwinst en waardestijging groot kunnen zijn.

Wanneer de prestaties van het gebouw worden verbeterd naar 100 of zelfs 200 kWh/m2, worden warmtepompen echter het meest kosteneffectieve systeem voor de lagere energieprijsverhoudingen.

Uit het bovenstaande kunnen we dus concluderen dat lagere prijsverhoudingen weliswaar van essentieel belang zijn. Maar er zijn ook andere doorslaggevende factoren nodig dan louter financiële overwegingen om de levensvatbaarheid van warmtepompen te rechtvaardigen. Denk hierbij aan regelgeving en comfort, of waardevermindering. 

Figuur 4: In kaart brengen van de kosten en prestaties van verschillende renovatiepakketten voor twee-onder-een-kapwoningen van gemiddelde grootte en isolatiekwaliteit, en vijf bouwperioden (kolommen). De rijen vergelijken verschillende scenario’s voor prijsverhoudingen. De resulterende totale kosten zijn gebaseerd op de energievraag berekend met de EPC-methodologie, maar de vraag is gecorrigeerd om het werkelijke verbruik weer te geven¹¹.  

5. Netimpact

Warmtepompen kunnen het elektriciteitsnet ondersteunen als er slimme regeling wordt toegepast en het systeem is ontworpen voor zowel efficiëntie als flexibiliteit [7].

Wanneer zulke slimme regeling echter ontbreekt, kunnen warmtepompen – net als andere grote belastingen, zoals het opladen van elektrische voertuigen – congestie en stroomkwaliteitsproblemen veroorzaken in het lokale elektriciteitsnet. Zo kunnen ze cumulatief in het elektriciteitssysteem van een regio of land leiden tot een verhoogde vraag naar elektriciteitsproductie- en distributiecapaciteit.

In het algemeen zullen buurten met grotere, niet-geïsoleerde gebouwen grotere problemen ondervinden als alle gebouwen zijn uitgerust met een warmtepomp, vanwege de over het algemeen hogere vereiste capaciteiten. De gelijktijdigheid¹¹ van de belastingen speelt echter ook een belangrijke rol. En aangezien er een grote afhankelijkheid is van de buitentemperatuur, is er een grote gelijktijdigheid te verwachten tussen de warmtevraag van gebouwen in dezelfde buurt, regio of land. Voor volledig elektrische warmtepompen kan de gelijktijdigheid zelfs oplopen tot 75% in een kleine landelijke wijk die aangesloten is op één distributieleverancier, rekening houdend met Belgische residentiële gebouwen [8]. Deze gelijktijdigheid van belastingen neemt echter af naarmate het aantal belastingen toeneemt.

Wanneer beleid voor de decarbonisatie van de verwarming wordt voorgesteld, is het dus belangrijk om rekening te houden met de mogelijke impact op de voorzieningszekerheid en netstabiliteit. Dit betekent ook dat netbeheerders up-to-date moeten blijven en scenario’s moeten voorzien die ambitieuze beleidsmaatregelen voor de elektrificatie van verwarming weerspiegelen, zeker gezien de parallelle elektrificatie van mobiliteit. 

Zes belangrijke aanbevelingen

Warmtepompen zijn koplopers in de energietransitie in Europa. En dat is niet verwonderlijk, gezien hun potentieel voor decarbonisatie, hun zeer efficiënte prestaties en hun veelzijdige toepassingen. Het aankomende Actieplan Warmtepompen van de Europese Commissie is bedoeld om hun implementatie te versnellen, net als verschillende beleidsmaatregelen die al zijn ondernomen in verschillende Europese lidstaten.

Desondanks is er meer op feiten gebaseerde informatie nodig over de technologie, de voordelen en de toepassingen ervan om zowel de beleidsvorming als de implementatie in de praktijk te ondersteunen. Op grond van de onderzoeksresultaten die de basis vormden voor deze Expert Talk, willen we daarom afsluiten met de volgende zes kernaanbevelingen om de uitrol van warmtepompen in woongebouwen te versnellen.

Figuur 5: Aanbevelingen om de implementatie van warmtepompen in woongebouwen te versnellen.

 

1. Een concurrerende elektriciteitsprijs in vergelijking met fossiele brandstofalternatieven zou een grootschalige toepassing van warmtepompen vergemakkelijken.

Hoewel de hogere initiële investeringskosten van warmtepompen in vergelijking met gasboilers een belangrijke factor is om rekening mee te houden, kan hun hogere efficiëntie dit verschil in initiële investeringskosten compenseren. Zeker omdat ons onderzoek aangeeft dat een concurrerende elektriciteitsprijs, in vergelijking met fossiele brandstofalternatieven zoals aardgas, de economische haalbaarheid van warmtepompen voor huiseigenaren vergroten. In een klimaat en gebouwenbestand vergelijkbaar met dat in Vlaanderen, zou een vereiste elektriciteit-gasprijsverhouding van 2,5 of lager warmtepompen economisch concurrerend maken ten opzichte van gasboilers.

Dit gezegd zijnde, moet elke hervorming van de energiebelasting worden aangevuld met een aanpak op maat van kwetsbare huishoudens, om zo een rechtvaardige overgang voor iedereen te garanderen.

2. De meeste gebouwen zijn of kunnen eenvoudig geschikt worden gemaakt voor warmtepompen. Vooral voor minder presterende woningen zal een verbetering van de gebouwprestaties zowel de initiële investering als de operationele kosten van een warmtepomp verminderen.

Technisch gezien zijn de meeste gebouwen al geschikt voor warmtepompen, of kunnen na enkele eenvoudige aanpassingen of beperkte renovaties eenvoudig geschikt worden gemaakt.

De mogelijkheid om een volledig elektrische warmtepomp te installeren, wordt voornamelijk bepaald door de energieprestaties van het gebouw en het temperatuurregime van het verwarmingssysteem. Het verlagen van de aanvoertemperatuur van het hydronische verwarmingssysteem kan een laagtemperatuursysteem mogelijk maken, waardoor de kosten van de warmtepomp dalen. Deze upgrade van het emissiesysteem kan worden bereikt met een boostertechnologie of eenvoudigweg met extra emissie-elementen. Als deze oplossingen niet voldoende zijn, zijn er ook hogetemperatuurwarmtepompen beschikbaar, weliswaar tegen hogere kosten.

3. Voldoen aan de vraag naar warmtepompelektriciteit met de PV-productie is beperkt op individueel gebouwniveau vanwege seizoens- en dag/tijd mismatch.

Analyse van PV-productieprofiel en een warmtepomp-elektriciteitsvraagprofiel toont aan dat er zowel een seizoens- als een tijd-per-dag mismatch is voor een klimaat en breedtegraad zoals in België. Hier kan PV-productie de warmtepompbelasting voor ruimteverwarming namelijk slechts voor ongeveer 10% kan dekken. Om de absorptie van lokale hernieuwbare energieproductie te verbeteren, zou optimalisatie op het niveau van meerdere gebouwen gunstiger zijn dan optimalisatie individueel gebouwniveau. Hierbij kunnen namelijk de variabele behoeften van verschillende gebruikers worden gecombineerd.

In warmere klimaten met aanzienlijke koelbehoeften kunnen warmtepompen een goede combinatie vormen met PV, omdat er dan een betere samenloop van vraag en productie kan worden verwacht.

4. Prebound- en rebound-effecten zijn cruciaal bij het beoordelen van de financiële haalbaarheid van renovaties.

Bij het onderzoeken van de totale kosten over een periode van 30 jaar, zijn de resultaten sterk afhankelijk van de aannames voor de energieprijzen. De prijsverhouding tussen elektriciteit en gas moet onder de 2,5 zakken willen warmtepompen condenserende gasboilers overtreffen en deel uitmaken van de kostenoptimale renovatiepakketten.

Het is echter aangetoond dat het werkelijke energiegebruik – vooral in gebouwen met beperkte of geen isolatie- veel lager is dan wat geschat wordt door de energieprestatieberekeningsmethode op basis van vermogensclassificatie.

Om beleidsmakers en gebouweigenaren in staat te stellen beter geïnformeerde beslissingen te nemen, is meer kennis en bewijs nodig over de patronen van energiegebruik voor en na renovatie. Dit geldt ook voor de bijkomende voordelen die energierenovatie biedt.

5. Versterking van het elektriciteitsnet is essentieel voor decarbonisatie, terwijl de wisselwerking met gebouwrenovatie grondig onderzocht moeten worden.

Het is een uitdaging om een gedetailleerde beoordeling van de impact van warmtepompen op het elektriciteitsnet uit te voeren. Toch is het haalbaar om een schatting te maken van het evoluerende totale aantal warmtepompen en de verwachte piekvraag voor een land of regio.

In de context van Vlaanderen suggereren projecties een installatie van 0,35 miljoen tot 2,4 miljoen warmtepompen tegen 2035 – afhankelijk van de marktomstandigheden en beleidsambities. Momenteel omvatten netgeschiktheidsstudies in België geen ambitieuzere scenario’s, ondanks de noodzaak om de Europese en nationale klimaatdoelstellingen te halen.

Aangezien investeringen in thermische isolatie de piekvraag kunnen verminderen door de vereiste warmtepompcapaciteit te verminderen, ontstaat er een wisselwerking tussen renovatie-uitgaven en investeringen in netversterking en productiecapaciteit. Het onderzoeken van deze wisselwerking op lokaal niveau – rekening houden met buurtspecifieke behoeften – is essentieel om op maat gemaakte overgangstrajecten te kunnen ontwikkelen.

6. Er is behoefte aan een geïntegreerd beleidskader, ondersteund door degelijke wetenschappelijke analyses.

Hoewel warmtepompen technisch haalbaar zijn voor veel gebouwen in Vlaanderen en Europa, verloopt de invoering van de technologie in bestaande gebouwen traag.

Energiebeleid voor de decarbonisatie van het gebouwenbestand vereist een breed geïntegreerd kader dat technologische, economische, sociale en contextgerelateerde factoren verenigt. Een optimaal pakket van gecombineerde beleidsmaatregelen en regelgeving om de uitrol van warmtepompen te ondersteunen, moet contextspecifiek zijn. Het kan een combinatie zijn van zowel globale maatregelen, zoals een hervorming van de energiebelasting, als lokale maatregelen, zoals investeringssteun. Samen met hulp voor kwetsbare huishoudens zou een evenwichtig beleidspakket ook de noodzaak verminderen om diegenen te subsidiëren die in staat zijn om te investeren. 

Voetnoten

1. EnergyVille Paths 2050: https://perspective2050.energyville.be/residential-commercial  
2. REPowerEU: https://neighbourhood-enlargement.ec.europa.eu/news/repowereu-plan-rapi…
3. In Nederland geldt sinds 2018 een verbod op de aansluiting op een gasnet voor nieuwbouwwoningen. https://www.iea.org/policies/12207-gas-act-no-mandatory-connection-of-n… Ook in Vlaanderen geldt een algemeen verbod op gasaansluitingen voor nieuwbouw vanaf 2025. https://www.vlaanderen.be/nieuwe-verwarmingsinstallatie-kiezen/geen-aar…
4. Duitsland was van plan om nieuwe gasketels effectief te verbieden vanaf 2024, door te eisen dat nieuwe verwarmingstoestellen met minstens 65% hernieuwbare energie zouden werken, waardoor de opties beperkt zouden worden tot warmtepompen, biomassa en stadsverwarming. Na sterke tegenstand werd dit verbod uiteindelijk gekoppeld aan gemeentelijke warmteplannen en dus uitgesteld tot 2026 voor grote steden en 2028 voor kleinere steden. Bron: https://www.cleanenergywire.org/factsheets/qa-germany-debates-phaseout-…
5. In Frankrijk schrijft een decreet uit 2022 voor dat het niveau van broeikasgasemissies van nieuwe verwarmingsapparatuur of apparatuur voor de productie van sanitair warm water lager moet zijn dan 300 gCO2eq / kWh NCV. Dit betekent de facto het einde van nieuwe kolen- en stookoliegestookte verwarmingstoestellen in woongebouwen. https://climate-laws.org/document/decree-no-2022-8-relating-to-the-mini…
6. https://www.infowarmtepomp.be/nl/nieuws/verkoop-warmtepompen-stijgt-met…  
7. European Commission, Heat Pump Action Plan Initiative: https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiativ…  
8. Hoewel de studies die aan de basis liggen van deze position paper meestal betrekking hebben op het Vlaamse gebouwenbestand en de Vlaamse context, is het belangrijk om te beseffen dat er waardevolle inzichten kunnen worden opgedaan voor andere Europese landen met gelijkaardige uitdagingen - hetzij technisch, regelgevend of marktgerelateerd. Bovendien kunnen de methodes en modellen die gebruikt werden om deze resultaten af te leiden gemakkelijk aangepast worden om andere contexten te analyseren.
9. Elk getal in de beslissingsmatrix toont het aandeel warmte dat in een jaar geleverd wordt door de warmtepomp van het hybride systeem, dat gebaseerd is op de economisch beste optie in elke tijdstap. Het isolatieniveau van de gebouwschil in de rijen geeft de situatie vóór renovatie weer, terwijl het isolatieniveau in de kolommen de situatie na renovatie weergeeft. De diagonaal geeft dus de gebouwen in hun oorspronkelijke staat weer. Horizontaal naar links vind je het resultaat voor hetzelfde gebouw na renovatie tot een hoger isolatieniveau.  
10. https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/energy-efficient-b…;
11. Een gelijktijdigheidsfactor van 0,6 of 60% geeft bijvoorbeeld aan dat de gelijktijdige piek van alle belastingen 60% is van de theoretische piek waarbij alle belastingen op hetzelfde moment hun piek hebben. 

Referenties

[1] IPCC et al., ‘AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023’, Jul. 2023. doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.

[2] De Vlaamse Minister Van Justitie Handhaving Energie En Toerisme, ‘BIS-VISIENOTA AAN DE VLAAMSE REGERING - Visienota Warmteplan 2025’, 2021. Accessed: Nov. 16, 2023. [Online]. Available: https://assets.vlaanderen.be/image/upload/v1666582089/Visienota_Warmtep…;

[3] European Heat Pump Association (EHPA), ‘Heat Pumps in Europe - Key Facts & Figures’, no. May. Brussels, 2023. [Online]. Available: https://www.ehpa.org/wp-content/uploads/2023/06/Heat-Pump-Key-Facts-May…;

[4] European Heat Pump Association (EHPA), ‘European Heat Pump Market and Statistics Report 2023’, 2023. [Online]. Available: https://www.ehpa.org/news-and-resources/publications/european-heat-pump…;

[5] G. Reynders, T. Nuytten, and D. Saelens, ‘Potential of structural thermal mass for demand-side management in dwellings’, Build Environ, vol. 64, pp. 187–199, Jun. 2013, doi: 10.1016/J.BUILDENV.2013.03.010.  

[6] A. Uytterhoeven, ‘Optimal Operation of Thermostatically Controlled Loads in Residential Buildings under Uncertainty From a Building to an Electricity System Perspective’, PhD thesis, KU Leuven, 2022. [Online]. Available: https://lirias.kuleuven.be/retrieve/653266

[7] D. Patteeuw et al., ‘CO2-abatement cost of residential heat pumps with active demand response: Demand- and supply-side effects’, Appl Energy, vol. 156, pp. 490–501, Oct. 2015, doi: 10.1016/j.apenergy.2015.07.038.

[8] C. Protopapadaki, ‘A probabilistic framework towards metamodeling the impact of residential heat pumps and PV on low-voltage grids’, Ph.D. thesis, KU Leuven, 2018. doi: 10.13140/RG.2.2.33034.72644.

Wil je meer weten?

Ben je geïnteresseerd in de volledige position paper die de basis vormde voor deze Expert Talk?

Download hem hier.