En ny æra for varmeplanlægning i Holland
"Nederlandene skal ændre sin holdning til potentialet i fjernvarme."
I Holland planlægges og udvikles fjernvarmenetværk normalt kvarter for kvarter. Denne tilgang har gjort mange projekter urealistiske. I Danmark gør man det anderledes. Den danske metode går ud på, at det langt fra er ideelt at designe et netværk til et enkelt kvarter. I stedet bør planlægningen foregå på byniveau med den langsigtede vision (2050) for øje og efter princippet: "Planlæg stort, start småt."
Den nuværende hollandske tilgang og dens svagheder
I den hollandske ramme for varmeovergangen får kommunerne ansvaret for og kontrollen med planlægningen af alternativerne til naturgas. Den nationale regering har stillet flere planlægningsværktøjer til rådighed, såsom Startanalyse (PBL). Kommunerne har fået til opgave at udarbejde et varmeprogram eller Warmteprogramma (NPLW). På lovgivningsområdet findes der WCW (lov om kollektiv varmeforsyning) og WGIW (lov om kommunale varmeinstrumenter). Hele rammen fremmer en kvarterfokuseret strategi, der bygger på en enkelt bæredygtig varmekilde.
Lidt baggrundsinformation: Holland begyndte at opdele landet i postnummerområder i 1950'erne. Disse blev udviklet for at sikre en effektiv og præcis postomdeling. Denne opdeling i kvarterer er siden da også blevet brugt til at indsamle data, udarbejde politikker og udvikle fysisk planlægning, da det var en klar kortlægning af landet.
Vi har set, at disse regler og tilhørende værktøjer, som bruger kortlægning af vores områder i postnummerkvarterer, forårsager to problemer. For det første betragtes varmenetværket som en ø og er ikke en del af en større udvikling eller designet til opskalering. Dette passer ikke til tilgangen "Planlæg stort, start småt". For det andet giver de tilgængelige værktøjer ikke tilstrækkelig indsigt i, hvilke områder der har det største potentiale for udvikling af et fjernvarmenet. Data indsamles og præsenteres hovedsageligt på kvarterniveau, herunder bygninger med mindre energiforbrug, hvilket medfører en udvanding af det præsenterede varmebehov. Vi mener, at det er mere effektivt at fokusere på varmetætheden, hvilket giver et bedre resultat. Det er derfor nødvendigt at præsentere en ny tilgang og slå til lyd for at bevæge sig væk fra den nuværende hollandske tilgang og ind i en ny æra.
Så hvad er forskellen i den danske tilgang?
Danmark har arbejdet med bæredygtighedsplanlægning i flere årtier. Deres tilgang skiller sig ud, fordi udgangspunktet er en hel region eller by, hvilket giver fordele i forhold til skalering og energikildestrategi. Planlægningen er omfattende, mens udviklingen er opdelt i specifikke områder med en tærskel for varmebehov og tilgængelighed af overkommelige energikilder. Dette giver fleksibilitet til at følge med udviklingen og reagere på markedsændringer eller nye varmekilder. Disse individuelle projekter er også designet med robusthed for øje. De fleste af dem starter med én kilde, men med tiden tilføjer de kilder eller aktiver såsom akkumuleringstanke, sæsonopbevaring og e-kedler for at skabe fleksibilitet til at reagere på prisudsving på elmarkedet. Dette skaber igen prisstabilitet på forbrugersiden. Det lovgivningsmæssige rammeværk i Danmark hjælper ved at tvinge fjernvarmevirksomheder til at levere varme til den laveste tilgængelige pris, men det regulerer ikke antallet af kilder, der tilføjes til et fjernvarmesystem. Dette sidste element er noget, der gradvist har udviklet sig på det danske varmemarked, fra princippet om at planlægge stort og starte småt, selvom vi også kan forestille os, at en vis konkurrence mellem fjernvarmevirksomheder har spillet en rolle i denne udvikling.
Fryslân som udgangspunkt for et nyt perspektiv
I provinsen Fryslân har man en tendens til at tage en anden tilgang. Regionen har sit eget sprog, bruger tid og kræfter på at fremme kulturarven, og mange frisere er stolte af deres provins. Selvom det ikke umiddelbart har noget med fjernvarme at gøre, spiller det en stor rolle i afdækningen af svaghederne i den nuværende hollandske lovgivning. Regionen består af 11 byer og over 400 landsbyer af meget forskellig størrelse. Det er ikke et særligt urbant område, da det meste er landdistrikter, hvilket også er tilfældet for dele af andre provinser. Det meste af lovgivningen for fjernvarme i Holland er udviklet ud fra et urbant perspektiv. Det giver mening, da fjernvarme tidligere ikke blev anset for at være rentabelt, hovedsageligt på grund af de ekstremt lave priser på naturgas.
Nyt kortlægningsværktøj til Fryslân og Holland:
Efter at have opdaget, hvor uegnet Startanalyse-værktøjet var til Fryslân, var vi fast besluttede på at skabe vores eget kortlægningsværktøj. Inspirationen til dette værktøj var PETA 5.2-kortet (se nedenfor), som blev udviklet i et europæisk forskningsprojekt. PETA-kortet bruger data om varmebehov fra eldistributionssystemoperatører (DSO'er) og andre åbne datakilder til at generere et overblik over områder, der opfylder en bestemt tærskel for varmebehov. Disse oplysninger vises derefter på kortet, som vist nedenfor (figur 1).
Figur 1: PETA 5.2: Fjernvarmepotentiale fra 50-120 TJ eller højere i Súdwest-Fryslân.
I det frisiske kortlægningsværktøj bruger vi det samme princip, men med større detaljeringsgrad. Derfor mente vi, at vi ville have brug for data fra hver enkelt bygning, hvilket rejste nogle privatlivsproblemer. I stedet starter vi med data på kvarterniveau og tilføjer alle data, vi har fra kommunerne og provinsen, når det gælder renovering, arealanvendelse, isoleringsforanstaltninger osv. Dette fordeles derefter på de enkelte bygninger for at få et godt skøn over bygningens energiforbrug. Dette aggregeres derefter til en mindre detaljeret skala, hvor det præsenteres som varmetæthed. Kortlægningsværktøjet fremhæver de områder, hvor det giver mening at udvikle fjernvarme. De første resultater viser en betydelig forskel i de forventede områder for fjernvarme i kommunen Súdwest-Fryslân: Startanalysen estimerer, at 5 % er egnede, mens vores model antyder 70 %.
Næste skridt til implementering i den nederlandske kontekst
Forundersøgelse
Når der er valgt en placering ved hjælp af varmepotentialekortet, er der behov for en forundersøgelse* for de byer med det største potentiale for fjernvarme. Forundersøgelsen udføres på skalaen for hele det bebyggede område. For at gennemføre denne undersøgelse er det vigtigt at kortlægge både varmebehovet og de tilgængelige (rest)varmekilder og overveje rørnetværkets layout i projektets sidste fase (2050).
*En forundersøgelse er præcis, som den lyder. En ret grov, men stadig baseret på grundlæggende data, gennemgang af mulighederne – ofte udført af en erfaren konsulent. Den koster langt mindre end en fuldstændig gennemførlighedsundersøgelse, men giver et billede af, hvor fjernvarme klart er en mulighed, hvor det klart ikke er det, og hvor det kræver lidt mere undersøgelse (eller simpelthen kan vente).
Hvordan man arbejder med kildestrategien
Som beskrevet i den danske tilgang er det tid til at udvælge mindre områder til udvikling, efter at der er planlagt for et større område. Varmebehovet matches med de tilgængelige varmekilder under hensyntagen til energipriserne i Holland. Denne tilgang identificerer den optimale energimix for det lokale område og danner grundlag for den indledende varmeforsyningsstrategi. Det er nødvendigt at have et godt overblik over alle tilgængelige restvarmekilder, f.eks. fra fabrikker eller spildevandsrensningsanlæg. De forskellige varmekilder starter i det små i begyndelsen af projektet og udvikles i takt med, at fjernvarmenetværket vokser. I henhold til den danske strategi er der tid til at vokse, så det er ikke nødvendigt at gøre energikilderne 100 % bæredygtige lige fra starten. Bæredygtighedsprocenten svinger gennem hele projektet. For eksempel kan en varmepumpe levere 50 % af varmen i den første fase af projektet, men når flere huse tilsluttes i den anden fase, kan denne procentdel falde til omkring 30 %. Når et tilstrækkeligt antal huse er tilsluttet, bliver det muligt at tilføje en anden varmepumpe, hvilket øger procentdelen tilbage til 60 %. Målet er fortsat at opnå en 100 % bæredygtig energimix inden 2050.
Buffering er en no-brainer
Et centralt princip er, at energikilder altid skal kunne reagere på energimarkedet, så forbrugerne får varme til den lavest mulige pris. For at opnå dette skal varmen lagres, når priserne er lave, så den kan bruges, når der er behov for den. Denne lagring kan finde sted over forskellige tidsrammer, der spænder fra dag-nat-cyklusser til flere dage eller hele sæsoner. For eksempel kan varme lagres om dagen, når solen skinner, og frigives om aftenen, når efterspørgslen er størst. Tilsvarende kan energi lagres over flere dage, når der er rigeligt med vindkraft, og bruges senere, når der er behov for det.
Strukturering af varmekilderne
En logisk konfiguration af varmekilder er at bruge restvarme året rundt, varmepumper og elkedler, når elprisen er lav, og gas eller biomasse, når det er meget koldt udenfor. Energimixet af varmekilderne er struktureret som følger: basislast, mellembelastning, spidsbelastning og reservekapacitet. Figur 2 illustrerer de forskellige varmekilder i Hamborg, Tyskland.
Figur 2: Fjernvarme Hamburgs varmekildestrategi.
Placering af produktionsstedet
Baseret på disse data kan der fastlægges en passende placering for produktionsstedet, og der udarbejdes et foreløbigt netværksdesign for hele byområdet. Resultatet af denne forundersøgelse er en takst for hele området, beregnet på baggrund af kapitaludgifter og driftsomkostninger over en periode på 30 år (eller længere). Derudover fremhæver analysen, hvilke kvarterer der forbedrer den samlede takst, og hvilke der vil have en negativ indvirkning på den (figur 3). Denne metode gør det muligt at implementere fjernvarme selv i kvarterer, hvor det ellers ville være for dyrt at anvende en traditionel tilgang.
Figur 3: Energikvarterer i en by
Bolsward: eksempel på sag
Bolsward er en by med 4.400 husstande, herunder en lokal industrisektor, der producerer restvarme. Som en gammel hansestad med 1.600 bygninger har Bolsward et historisk centrum med stort varmebehov og nyere boligbebyggelser i udkanten. I betragtning af den lokale industri og det store varmebehov i byens centrum er Bolsward et logisk sted for et fjernvarmenet, hvilket bekræftes af forundersøgelsen.
Sammenlignet med den hollandske tilgang tegner den danske forundersøgelse et helt andet billede. Når Bolsward betragtes som en hel by og ikke som enkelte kvarterer, er Bolsward gennemførlig. Byens varmebehov (over 15 kWh/m2) er 48.900 MWh/år. De resterende varmekilder er Hochwald, en mælkefabrik og spildevandsrensningsanlægget. Desuden er den kombination af kilder, der er taget i betragtning, en vandkildevarmepumpe (1 MW), en elkedel (5 MW), en gaskedel (5 MW) og en termisk energilagring.
Tidligere undersøgelser af et fjernvarmenet i Bolsward viste, at restvarme fra Hochwald alene med en forbindelse til kvarteret Bolsward Nord ikke var gennemførligt. Manglen i forretningsplanen var 8.700 euro pr. husstand. Dette skyldes hovedsageligt, at kapitaludgifterne til at gøre restvarmen tilgængelig var for dyre i betragtning af det begrænsede antal tilslutninger til at fordele denne omkostning. Som følge heraf var de anslåede kapitaludgifter for høje.
Konklusion
Tidligere kvarterbaserede projekter har vist sig vanskelige at gennemføre, da de mangler den integritet, skalering og vision, der skal til for at blive en succes. Den ovenfor præsenterede fortælling og metodologi viser, at en kommunal plan med en byomfattende tilgang øger fjernvarmeforsyningens gennemførlighed og overkommelighed betydeligt. Kombineret med en optimeret energimix bliver forretningsmodellerne ikke kun stærkere, men skaber også muligheder for fjernvarme i kvarterer, hvor det ellers ikke ville være muligt. Dette skaber en massiv ændring i strategien for varmeovergangen i Fryslân, men også i andre mere landlige områder i Holland. Vi går stærkt ind for vedtagelsen af denne nye metodologi, der fokuserer på at gøre fjernvarme overkommelig, samtidig med at man tager hensyn til dens indvirkning på netbelastning, samhørighed i lokalsamfundet og uafhængigheden af lokale energisystemer.
