De mitsen en maren van de warmtepomp
De meeste Nederlanders verwarmen hun huis nog op gas, maar dat lijkt te gaan veranderen. Het gas heeft zijn langste tijd gehad. Onder de Nederlandse bodem is het over tientallen jaren zo goed als op (tenminste, de huidige gasvelden). Gaswinning veroorzaakt aardbevingen en gas verbranden is slecht voor het milieu. Daarom worden er alternatieve manieren gezocht om woningen te verwarmen. Een daarvan is de warmtepomp.
Over de voordelen van de warmtepomp is genoeg te lezen. Hij heeft een veel hoger rendement dan een hr-ketel en werkt op elektriciteit. Met de warmtepomp ben je op weg je woning gasloos te maken wat in deze tijd wordt gestimuleerd. Je krijgt er een flinke subsidie op. Door de warmtepomp te combineren met zonnepanelen zou deze op duurzame energie werken en is je huis energieneutraal.
Toch biedt een warmtepomp ook veel haken en ogen waar je juist weinig over hoort. Deze worden (wellicht bewust) weggelaten om de warmtepomp zo aantrekkelijk mogelijk te maken. Maar het is ook belangrijk om het hele verhaal te weten. Wie daar kennis van heeft, beseft dat de warmtepomp lang niet altijd de beste oplossing is voor het milieu en verminderen van broeikasgassen.
Hoe werkt een warmtepomp?
De warmtepomp werkt hetzelfde als een koelkast, maar dan omgekeerd. In beide apparaten bevindt zich namelijk een koudemiddel, dat ook wel een koelvloeistof of koelmiddel heet. Door deze stof in een kringloop te stoppen kan er warmte mee gemaakt worden.
Het koudemiddel is een chemische stof (gasvormig) die snel kan afkoelen en opwarmen. Voor het afkoelen wordt gebruik gemaakt van verdamping. Als een stof verdampt, dan onttrekt het warmte aan zijn omgeving. Water is zo’n stof die kan verdampen. Nadat je onder de douche vandaan komt of uit een zwembad klimt, krijg je het snel koud. Dat komt omdat de waterdruppels op je lichaam verdampen: die nemen warmte mee uit je lichaam en daardoor koel je snel af. Dit gebeurt ook in een koelkast, maar dan met een chemische stof die nog veel sneller afkoelt dan water. Deze stof kan ook opwarmen!
De warmtepomp heeft juist warmte nodig. Het hele koude koelmiddel (vaak -50°C of nog kouder) wordt daarom eerst opgewarmd via een buizensysteem in de buitenlucht (unit op het dak of de muur – net als bij airco’s) of de bodem. De buitenlucht en de bodem zijn altijd ‘warmer’ dan het chemische goedje. Zelfs als het buiten vriest kan er nog ‘warmte’ gewonnen worden. Dit is de reden waarom men zegt dat warmtepompen ‘gratis warmte opnemen’ uit de lucht of bodem, oftewel met een luchtwarmtepomp of bodemwarmtepomp. Hoe warmer de lucht of bodem, hoe meer warmte er uiteindelijk gemaakt kan worden.
De tweede stap is dat het koudemiddel onder druk gezet wordt met een compressor. Die hoor je bij koelkasten en vriezers altijd het kenmerkende bromgeluid maken. Door de hoge druk wordt het koudemiddel vloeibaar en warmt het tot tussen de 40°C en 60°C op. Bij koelkasten en diepvriezers verdwijnt deze warmte aan de achterkant van de apparaten via een groot rooster. De warmtepomp gebruikt deze warmte juist voor verwarming of warm water.
Lees meer over de werking van de warmtepomp
Het koudemiddel: een superbroeikasgas
De meeste warmtepompen werken met koudemiddelen. Koudemiddelen worden meestal gemaakt uit fluorkoolwaterstoffen (zogeheten HFK). Dit zijn schadelijke gassen voor het milieu en zeer slecht voor de opwarming van de aarde. Dat komt omdat het zeer zware broeikasgassen zijn. Deze worden met aardolie, aardgas en allerlei giftige stoffen via milieuschadelijke processen gemaakt. Vervolgens maakt de chemische industrie er koudemiddelen van die in airco’s en warmtepompen gebruikt worden. Om het middel te bewaren wordt het in gascilinders gestopt.
Deze HFK-stoffen zijn heel veel sterker dan CO2. Voorbeelden zijn koudemiddelen met de namen R-410A en R32. Deze bevinden zich in veel warmtepompen die op dit moment verkocht worden. Deze stoffen zijn per kilo net zo sterk als respectievelijk 675 en 2000 kg CO2. Dat is net zoveel CO2 als twee jaar lang het totale gasverbruik van een gezin in een gemiddelde, goed geïsoleerde woning. Dat komt omdat dit soort koudemiddelen tientallen tot soms honderden jaren in de lucht actief blijven en daar warmte vasthouden. Warmtepompen voor huishoudens bevatten gemiddeld zo’n 0,5 tot 2 kilo koudemiddel. Omgerekend zit er dus net zoveel broeikasgas in als 337 tot 3000 kg CO2. Hoe groter het vermogen van de warmtepomp, hoe meer koudemiddel erin zit.
Terwijl CO2 drastisch verminderd moet worden, stoten warmtepompen dus een andere soort broeikasgas uit. Een speciaal door de mens gemaakt superbroeikasgas. Vaak ook nog met PFAS-stoffen erin!
Extra broeikasgas in de lucht
Niet alleen is het koudemiddel zelf een zware hoeveelheid broeikasgas. Ook tijdens de productie hiervan komen zulke stoffen vrij. Bovendien raken airco’s en warmtepompen elk jaar wat koudemiddel kwijt door het vele inkrimpen en uitzetten van het gas. Na verloop van tijd moet er koudemiddel worden bijgevuld of vervangen. Elk jaar lekt tot 5% koudemiddel uit het systeem. Dat komt neer op 632 tot 1875 kg CO2 tijdens de levensduur van een warmtepomp in een gemiddelde woning. Tot voor kort werd dit niet meegenomen in de milieubesparing van de warmtepomp. Pas recent1 gebeurde dat wel en bleek dat veel warmtepompen een stuk minder milieuvriendelijk zijn dan gedacht.
Het opruimen van oud koudemiddel is een duur en lang proces. In een laboratorium moet namelijk bekeken worden of het koudemiddel zuiver genoeg is, zodat het eventueel opnieuw gebruikt kan worden. Juist na langdurig gebruik wordt de kans op hergebruik steeds kleiner. Onbruikbaar koudemiddel moet op de juiste manier afgevoerd en bewerkt worden, zodat het niet meer als superbroeikasgas in de lucht kan ontsnappen. Dat gebeurt niet altijd. Over de hele wereld liggen oude airconditionings ergens in een woestijn te verroesten met weglekkend koudemiddel.
Uit berekeningen blijkt dat het milieuvriendelijk verwerken van oude koudemiddelen cruciaal is om klimaatverandering succesvol te bestrijden. Alleen al in Nederland zijn er ongeveer een miljoen industriële koelapparaten en een half miljoen airco’s en warmtepompen. Hoe ouder het apparaat, hoe ouder het koelmiddel en hoe groter de bijdrage aan de opwarming van de aarde. Wereldwijd ligt er een enorme hoeveelheid van dit soort superbroeikasgassen verborgen in al deze apparaten. Het milieuvriendelijk verwerken voorkomt een gigantische hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer, maar dit kost honderden miljarden euro’s (naar schatting zelfs 600 miljard dollar).
Er zijn tot nu alleen afspraken gemaakt over de nieuw geproduceerde koelmiddelen. Dat moeten namelijk soorten worden die een kleinere en liefst geen opwarmend effect op de aarde hebben. De EU heeft strengere regels opgesteld waardoor de koudemiddelen met het hoogste aardopwarmingsvermogen niet meer geproduceerd of verkocht mogen worden. Er mogen tijdelijk alleen gerecyclede oude koudemiddelen gebruikt worden en anders moet het vervangen worden. Maar dat is lastig en duur, omdat elk koudemiddel andere eigenschappen heeft en dus niet zomaar vervangen kan worden in elke airco of warmtepomp.
Dit systeem is een walhalla voor de aardolie- en chemische industrie. En het werkt fraude in de hand. Over het opruimen van oude koelmiddelen lijkt niemand zich te bekommeren. De industrie is inmiddels bezig om zogeheten ‘natuurlijke koudemiddelen’ voor de warmtepomp te gebruiken, zoals propaan en ammoniak. Dit lijkt echter vast te lopen omdat deze stoffen giftig of brandbaar zijn en daarom een potentieel gevaar vormen in woningen. Ook verbruikt de warmtepomp hierdoor soms meer stroom. De warmtepompindustrie zelf is ook geen voorstander van deze natuurlijke koudemiddelen. Het Europees Parlement wil dat synthetische koudemiddelen verboden worden in nieuwe warmtepompen vanaf 2026 en 2027.
Bron koudemiddelen info: RIVM
De Correspondent: Wie korter doucht, remt de opwarming van de aarde af (en meer babystapjes die impact hebben); 29 januari 2019
Oneworld
1NOS.nl
Stroomverbruik warmtepomp
Stel dat in een goed geïsoleerde woning een hr-ketel hangt die per jaar 1000 kuub gas verbruikt. De ketel wordt vervangen door een warmtepomp die gemiddeld 350% rendement heeft. Dat is een reëel gemiddeld jaarlijks rendement bij luchtwarmtepomp die goedkoper en makkelijker is te installeren dan een warmtepomp die warmte uit de bodem haalt. Dan zou de warmtepomp in dezelfde woning 2570 kWh elektriciteit gebruiken. Terwijl het gasverbruik stopt, verdubbelt zo ongeveer het stroomverbruik. Maar waar komt deze stroom vandaan?
Als het schoorsteentje van je cv-ketel niet meer rookt, betekent het niet dat je geen CO2 meer uitstoot. Ook bij de productie van elektriciteit komt CO2 vrij. Soms echt veel. Zelfs bij zonne- en windenergie is er sprake van CO2 die tijdens de fabricage en installatie is uitgestoten. Het gemiddelde wordt berekend over de levensduur en gemiddelde opbrengst van een windturbine of zonnepaneel. Uiteindelijk heeft men berekend dat de Nederlandse stroommix op dit moment ongeveer 400 gram CO2 per kilowattuur uitstoot. Het is de vraag in hoeverre dit cijfer realistisch is.
CO2 in de cijfers en de lucht
Er wordt namelijk voor bepaalde stroomproducties wel degelijk veel CO2 uitgestoten, terwijl dit niet wordt meegerekend. Dat is bijvoorbeeld het geval bij biomassa (het verbranden van hout of plantenresten). Hier wordt een CO2-uitstoot van 0 gehanteerd, terwijl juist steeds meer biomassa wordt verbrand om er elektriciteit mee op te wekken. Uit recent onderzoek blijken echter biomassacentrales zelfs meer CO2 uit te stoten dan oude kolencentrales. Biomassa levert een van de grootste aandelen ‘duurzame’ energie in Nederland.
Ook bij afvalverbranding is de CO2-uitstoot veel hoger dan uit kolencentrales. Afvalverwerkers hoeven zelfs tot meer dan de helft van hun CO2-uitstoot niet te noteren in de boeken. Volledig legaal. Op deze manier verdwijnt dus een hoop CO2 uit de cijfers, maar niet uit de lucht. De stroom uit ons stopcontact heeft dus in de praktijk veel meer CO2 en vervuiling opgeleverd dan de cijfers ons voorspiegelen. De warmtepompen, die op deze stroom werken, worden als hartstikke duurzaam gepresenteerd. Greenwashing?
Door al deze factoren is het erg lastig om precies uit te kunnen rekenen hoeveel CO2 een warmtepomp uitstoot.
Bron co2-uitstoot biomassacentrales: NOS
Energieverbruik warmtepompen en gasketels uit de praktijk: live heatpump
CO2 uit afvalverbranding: Binnenlandsbestuur
Warmtepomp met zonnepanelen
Een veelgehoord advies is om een warmtepomp te combineren met zonnepanelen. Zo kan de duurzame stroom rechtstreeks voor de warmtepomp gebruikt worden. Dat klinkt hartstikke mooi, maar is niet erg realistisch. Dat komt omdat 13% van de stroom uit zonnepanelen wordt opgewekt tijdens hartje winter (november t/m februari), terwijl in deze maanden de warmtepomp juist 70% van de jaarlijkse energie verbruikt om je huis warm te houden.
Op papier heet deze constructie energieneutraal. Er wordt net zoveel energie opgewekt als er totaal wordt verbruikt. Dat de meeste energie in de zomer het stroomnet op gaat, terwijl in de winter veel energie uit het stroomnet nodig is voor de warmtepomp, laat zien dat het begrip energieneutraal mooi klinkt maar eigenlijk nog geen echte oplossing is. Hoe meer zonne-energie hoe beter, maar in de wintermaanden is jouw stroom voor het overgrote deel afkomstig uit fossiele brandstoffen.
In de praktijk zullen in de winter gas- of kolencentrales nodig blijven om genoeg stroom op te wekken voor de warmtepomp. Heel efficiënt is dat uiteindelijk niet, omdat deze centrales de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid brandstof verliezen gedurende de opwekking van de elektriciteit. Een hr-ketel is in dat geval dus efficiënter dan een warmtepomp!
Extra stroomverbruik door koeling
Daarnaast zijn veel warmtepompen in staat om ook te koelen. Ze kunnen immers behalve warmte ook kou maken. Bodemwarmtepompen zijn nog relatief energiezuinig hierin, maar luchtwarmtepompen een stuk minder. Een paar weken per jaar de koelmodus aan verbruikt al gauw een paar honderd kilowattuur meer stroom. Voor veel mensen is het een gemakzucht om het apparaat automatisch in werking te laten treden zodra het binnen iets te warm wordt. Dat kost nog veel meer stroom. Op deze manier werkt de warmtepomp dus niet mee aan minder belasting van het milieu. Enig voordeel is dat er in de zomer veelal genoeg zonne-energie is, zeker als je zonnepanelen hebt, maar deze energie kun je dan niet meer ergens anders voor gebruiken.
Er wordt in het klimaatbeleid niet of nauwelijks rekening gehouden met het extra stroomverbruik door koeling.
Bron: Milieu Centraal
Warmtepomp vraagt (te) goede isolatie
Voordat men een warmtepomp kan installeren, moet eerst de woning zo goed mogelijk geïsoleerd worden. Hoe beter de isolatie, hoe minder stroom de warmtepomp verbruikt. De muren, het dak en de vloer moeten goed geïsoleerd worden. Ook zullen traditionele radiatoren vervangen moeten worden door lt (lage temperatuur-) radiatoren en is het handig om vloerverwarming aan te leggen. Ook is een ventilatiesysteem vaak noodzakelijk, dat dag en nacht warme lucht uit het huis naar een centraal punt brengt, waar de warmte gebruikt wordt om verse koude lucht van buiten op te warmen. Daarbij worden filters gebruikt die geregeld schoongemaakt of vervangen moeten worden. Alle tochtgaten moeten worden gedicht. Het zuinigste ventilatiesysteem verbruikt ongeveer 100 kWh tot 200 kWh per jaar aan stroom. Oude systemen gebruiken een veelvoud aan elektriciteit.
Door alle isolerende maatregelen gaat de warmtepomp op een zo laag mogelijke temperatuur werken, wat het aller zuinigst is. Het nadeel van een potdicht geïsoleerd huis is dat ’s zomers de warmte langer erin blijft hangen. Daarom is er verkoeling nodig, wat ook extra energie verbruikt. De voorbereidende isolerende maatregelen kosten al een hoop geld en het is de vraag of je huis er wel echt het hele jaar door comfortabeler van wordt.
Milieu-impact warmtepomp
Samenvattend is dit ongeveer de besparing en milieu-impact van de warmtepomp ten opzichte van de hr-ketel:
Dus ja, de warmtepomp bespaart wat CO2, maar als je het plaatje zo compleet mogelijk maakt blijkt dit niet heel erg veel te zijn. Zeker voor het vele geld dat je erin investeert. Als iedereen op de warmtepomp overgaat is er een hele grote hoeveelheid extra stroom nodig. Dit kan niet allemaal uit zonnepanelen of windmolens opgewekt worden. Er zullen altijd andere bronnen nodig blijven. De vraag is hoe duurzaam dat uiteindelijk is.
Alternatieven voor de warmtepomp
Is de warmtepomp voor jou te duur? Er zijn een heleboel manieren om je energieverbruik te verminderen. Ook dan draag je bij aan minder CO2-uitstoot en bespaar je een hoop geld. Dit kost je ook stukken minder geld dan een warmtepomp.
Hieronder een overzicht.
Hr-ketel zuinig afstellen
Er zijn nog een heleboel manieren om zuiniger om te gaan met de cv-installatie die je nu hebt. Met veel simpele en goedkope manieren kun je jouw gasverbruik al met een derde laten dalen! Veel mensen weten niet dat de warmte gelijkmatig verdeeld moet worden over alle radiatoren. Dit wordt bijna nooit standaard gedaan en in veel huizen stookt de cv-ketel daardoor harder dan nodig. De besparing is 10% tot 20% terwijl het maar weinig geld kost en je er niets van merkt!
Zelf doen: hr-ketel zuinig afstellen
Isoleren
Een andere goede manier is om je woning te isoleren. Dat hoeft niet meteen heel radicaal, zeker als je weinig geld te besteden hebt. Denk bijvoorbeeld aan tochtband. Deze bevestig je bij ramen en deuren die niet goed sluiten. Met tochtband kun je deze kieren dichten. Alle beetjes besparen toch weer een hoop!
Gas besparen
Er zijn nog vele andere tips waarmee je gas kunt besparen. Zoals een slimme manier om je thermostaat in te stellen en het verminderen van warmte-uitstraling aan de achterkant van radiatoren.
Zonne-energie
Heb je wel wat geld om te investeren in zonne-energie? Kijk dan niet alleen naar zonnepanelen, maar vooral ook naar zonneboilers. Deze leveren een groot deel van je warm water het hele jaar door. Dankzij het ultra lage stroomverbruik van de zonneboiler voorziet 1/5 zonnepaneeltje al alle stroom voor de zonneboiler. Ze werken immers allebei tegelijk als de zon schijnt; een slimme en écht duurzame combinatie dus!