Een tijd geleden kwam ik bij toeval uit bij een interview met de lector “Energie en de Gebouwde Omgeving” verbonden aan de Haagse Hogeschool. Op zich was het een interessant interview met vele wijze uitspraken. Echter een uitspraak triggerde mij wel: “Met de huidige manier van elektriciteit opwekken is een warmtepomp echter veel slechter voor het milieu dan een gewone gasketel. Zelfs de CO2-uitstoot van een warmtepomp is groter dan die van een ketel!”. Mijn buikgevoel gaf onmiddellijk aan dat hier iets niet klopte. Laten we dat eens uitrekenen. Meten = weten. En wat blijkt: Een moderne HR-gasketel produceert meer dan 2.5 x zoveel CO2 / kWh warmte in vergelijking met een hoog rendement warmtepomp.
Het interview
Het interview is gehouden met Laura Itard, lector Energie en de Gebouwde Omgeving, verbonden aan de Haagse Hogeschool.
Het interview. Bron: de Haagsehogeschool
CO2-uitstoot gasketel
Om de CO2-uitstoot van een gasketel te bepalen is het van belang om te kijken hoeveel warmte en CO2 er vrijkomt bij de verbranding van aardgas.
Gronings aardgas levert bij verbranding gemiddeld een energetische waarde van 31,65 MJ/m³ (onderwaarde) aan energie. Dit komt overeen met ongeveer 8,8 kWh/m3. Bij een gemiddeld omzettingsrendement van centrale verwarming blijft hiervan 7 kWh over. Bij de verbranding van 1 m3 (1 bar, 0 °C) aardgas komt ca 1,8 kg CO2 vrij. Dit betreft uitsluitend de CO2 die aanwezig is in aardgas zelf en die vrijkomt bij verbranding. Dit is echter maar een gedeelte van de totale hoeveelheid CO2-uitstoot die aardgas als product veroorzaakt. Volgens de well-to-wheel methodiek wordt alle CO2 die ontstaat bij het opsporen, produceren, reinigen, transporteren, op druk brengen en opslaan van aardgas, toegerekend aan de CO2-uitstoot van aardgas. Dat kan zo’n 20% bedragen, daarmee komt de uitstoot op 2,2 kg CO2 per m3 aardgas. Bron: wikipedia
Daarmee komen we dan op een uitstoot van 2200 gr CO2/ 7 kWh = 314 g CO2 / kWh warmte bij een gasketel
Een moderne gasketel
Rendement HR-Gasketel
Vaak lees je dat een moderne HR-gasketels een rendement kunnen halen van 109%. Echter de ketel kan dat rendement alleen halen bij zeer lage uitgangstemperaturen (rond de 40 graden) in combinatie met speciale LTV-radiatoren. De meeste huizen in NL zijn nog voorzien van oudere radiatoren die ongeschikt zijn voor deze lage temperaturen. In de praktijk wordt bij de meeste huizen in Nederland dit hoge rendement dan ook niet gehaald. Vandaar dat in bovenstaande berekening gerekend wordt met een meer realistisch rendement van 80%.
CO2-uitstoot warmtepomp
Laten we dit nu eens vergelijken met warmtepomp. Een warmtepomp draait volledige op elektrische energie. Deze elektriciteit moet natuurlijk eerst opgewekt worden en in Nederland gebeurt dat nog hoofdzakelijk met fossiele brandstoffen. Hierbij komt dus CO2 vrij. Echter het voordeel van een warmtepomp is dat deze zeer efficiënt zijn. Ze hoeven namelijk alleen warmte te verplaatsen uit de lucht of de grond naar het woonhuis.
Er bestaan verschillende type warmtepompen:
Je hebt lucht/water warmtepompen. Deze warmtepompen halen hun warmte uit de buitenlucht. Moderne lucht/water warmtepompen kunnen een COP-factor halen van 3.0 tot 4.0. Dit is geen theoretisch getal maar gebaseerd op werkelijke metingen. Een COP-factor van 4 betekent dat er voor elk deel elektrische energie die er in de warmtepomp gestoken wordt, er 4 delen warmte uit komt. Dit komt omdat een warmtepomp geen warmte hoeft te creëren maar alleen warmte te verplaatsen. Eigenlijk ben je dus de buitenlucht aan het afkoelen om daarmee je huis te verwarmen.
De meest efficiënte warmtepompen zijn van het type brine/water of co2/water. Deze halen de warmte uit de grond en hebben een COP-factor van 5 (B0/W35) of hoger.
Aangezien er in het interview een vergelijking gemaakt wordt met hoog rendement gasketels zal ik in de berekening ook rekenen met hoog rendement warmtepompen.
In het officiële document PROTOCOL MONITORING HERNIEUWBARE ENERGIE Update 2010 van Agentschap NL zijn de getallen de vinden van de gemiddelde CO2-uitstoot van de Nederlandse elektriciteitscentrales per kWh.
De CO2-uitstoot per kWh van Nederlandse elektriciteitscentrales
Het blijkt dat gemiddeld 581 g CO2/kWh uitgestoten wordt bij de productie van elektriciteit. Als je dan ook nog eens de verliezen meeneemt die optreden bij het transport naar de eindgebruiker kom je uit op 608 g CO2/kWh.
Bij een warmtepomp met een COP van 5 komen we dan uit op 122 g CO2-uitstoot per kWh warmte.
Een brine warmtepomp
| CO2-uitstoot van gasketel vs warmtepomp | |
|---|---|
| Gasketel | 314 g CO2 / kWh warmte |
| Brine warmtepomp (COP 5) | 122 g CO2 / kWh warmte |
Duurzame energieopwekking
Op dit moment wordt het grootste gedeelte van de elektriciteit in NL opgewekt middels gas (61%) en kolen (24%) en is het aandeel duurzame energie nog erg laag (6%).
Nederlandse elektriciteitsproductie (2005). Bron: Energieraad.
Zodra het aandeel duurzame energie gaat toenemen zal het de hoeveelheid CO2/kWh die geproduceerd wordt bij het maken van elektriciteit ook gaan afnemen. Zie ook het artikel Integratie van windenergie in het Nederlandse elektriciteitsysteem in de context van de Noordwest Europese elektriciteitmarkt waarin te zien is dat de CO2 emmissies in Nederland gaan dalen bij het grootschalige gaan toepassen van windenergie in het Nederlandse elektriciteitsysteem.
Hierdoor wordt het nog gunstiger om je huis te verwarmen middels een warmtepomp in vergelijking met een HR-gasketel.
Contact gezocht
Toen uit mijn eigen berekening bleek dat de resultaten haaks stonden op de uitspraken van de rector heb ik contact met haar gezocht met de vraag hoe de verschillen verklaard kunnen worden.
Uit de email wisseling met haar bleek dat de uitspraak alleen geldig was voor warmtepompen met een laag rendement. Ze hadden gerekend met warmtepompen met een COP van 2.5, dat scheelt een factor 2.
Verder ging ze in haar berekening ervan uit dat de HR-ketel een rendement heeft van 95%. Echter dat is alleen waar indien je de ketel op een zeer lage water temperatuur laat werken in combinatie met LTV-radiatoren. De meeste mensen in Nederland hebben nog traditionele radiatoren die een hogere watertemperatuur nodig hebben om voldoende warmte af te geven. Deze hogere temperaturen hebben onmiddellijk een negatieve impact op het rendement van de HR-ketel.
Conclusies
Een moderne HR-gasketel produceert meer dan 2.5 x zoveel CO2 / kWh warmte in vergelijking met een hoog rendement warmtepomp (COP 5). Verder zal zodra het aandeel duurzame opgewekte elektriciteit in Nederland toeneemt de warmtepomp alleen nog maar gunstiger uit de bus komen qua CO2-uitstoot ten opzichte van een HR-gasketel.
60 reacties op “Warmtepomp vs gasketel”
Het aardige is wanneer je alles zo terugleest dat de meeste mensen vanuit de ervaring met een enkel project sterk generaliseren. Onder het SEPEMO-project dat op Europees niveau warmtepompprojecten monitored is zicht gekomen op waarom een goed technologisch product als een warmtepomp (met alle keurmerken van kwaliteit) vaak niet aan de verwachtingen voldoet. Door een goede definitie van de SPF en goede wijze van bemetering is met honderden warmtepompen ervaring opgedaan. Daarin bleek dat slechte installatie kwaliteit (cutting corners om het goedkoper te maken en concurrerend!), slechte bouwkwaliteit, slecht beheer (van vooral bronnen), de overall SPF behoorlijk omlaag kan brengen. Vaak bleek ook dat de warmtepomp een goede hoge SPF draaide (ook in boven vaak genoemde projecten in Nederland), maar dat door allerlei randapparatuur, zoals verkeerd geregelde bronpompen, de SPF punten kon verliezen. Daarbij moet je verder altijd de SPF van ruimteverwarming en tapwater splitsten. De SPF voor tapwater is vaak rond 2,0 – 2,8 (maar een HR-ketel doet in het gunstigste geval ook maar 45 – 55% – zie rapport EST).
De inzet van bv NEPROM en ook een aantal Woningcorporaties met warmtepompleveranciers om in te zetten op een integrale benadering, prestatiegaranties, certificatie en monitoring is dan ook het leereffect van de ervaringen in Nederland en Europa.
Ook bij andere verwarmingstechnieken waarmee de warmtepomp vaak wordt vergeleken zijn de prestaties niet die in het laboratorium worden gemeten of die in de rekenmodellen worden gebruikt. Een objectieve bemetering met een duidelijk vastgestelde SPF zou duidelijkheid kunnen brengen en het zou wenselijk zijn dat niet alleen voor warmtepompen als enige dit zou worden gedaan.
Ik wil dan nog wel de kritikasters als Itard en van Eck horen.
Warmtepomp vs gasketel.
De eerste stap is goed isoleren. De praktijk is dat, mits goed uitgevoerd, de HR ketel condenseert(TR95%. Hybride WP is bij Tbui <5gr <2 en moet worden bijverwarmd met booster. Bovendien is TA <55gr. De vergelijking is dus niet goed. Bij juiste waardering is uitkomst nagenoeg gelijk en is er geen dure WP installatie noodzakelijk. Opwekking E met PV is een uitkomst. NL koopt vuile stroom in tijdens winter hetgeen het totaal rendement laag maakt ca 40%
Inmiddels komen we in 2020 op de 300 gram CO2 per kWh.
@Leenders Op dit moment wordt in een snel tempo grote windparken op de Noordzee die in de winter hun maximale productie halen. Hiermee wordt het dus steeds interessanter om een WP te installeren. Overigens verdien je de meerprijs van een WP volledig terug door het lagere energieverbruik en daarna heb je structureel een lagere energierekening met fors lager CO2 uitstoot. Win-win dus.
@hAl Met de gemiddelde lagere hoeveelheid CO2 uitstoot voor de NL elektriciteitsproductie wordt de case voor een warmtepomp alleen nog maar sterker.
aardgas geeft bij verbranding 1.8 kg/Co2 en 9 kWh
Wp met een COP( in 80% van de tijd niet haalbaar, lucht water) 0.58 kg/CO3 per kWh
om de zelfde hoeveelheid energie te kunne produceren is dus 9 kWh/4 = 2.25 kW elektriciteit nodig
dat geeft 2.25 * 0.58 kf/co2 elektriciteit = 1.30 kg/CO2 een besparing van
1.8 – 1.30 = 0.5 kg/CO2
het rendement risico van de HR ketel is veel lager dan die van de WP maw het allemaal niet zo mooi als voorgesteld wordt
Bedankt voor het delen van dit artikel over het rendement en de uitstoot van verschillende ketels en warmtepompen. Je merkt tegenwoordig dat duurzaamheid een belangrijke rol speelt bij de aanschaf van een nieuwe pomp. Goed om te weten waar ik op moet letten bij de aanschaf.
De Stelling:
Verbruikt een warmtepomp van een woning die niet genoeg dakvlak heeft voor extra PV panelen die dan draait op ingekochte grijze stroom. 20% meer CO2 dan een HR ketel?
Zie berekening:
Theoretisch jaar stookkosten berekening bij een woning met een transmissieverlies van 15 kW:
Warmtepomp lucht/water op basis van COP 4: €. 2.352,- incl btw
CO2 uitstoot = 9408 x kengetal (0,77 kg per kWh) = 7244 kg
Theoretisch zou dit 25% besparen,
In de praktijk is de (seizoen) SCOP ca. 2,3 .
HR gasketel, stookkosten: €. 3.162,- incl btw
CO2 uitstoot = 3328 m3 x kengetal (1,76 kg/ m³) = 5.797 kg
Pelletketel met boiler, stookruimte, opslag
Investering ongeveer gelijk aan WP: stookkosten. €. 1.408,- incl btw
CO2 uitstoot = 4692 kg x kengetal (0,063 kg/) = 296 kg
Pellet ketel brandstofkosten ca. 40% -/- op een warmtepomp of gasketel.
Aardgas brandstof kosten over 15 jr: 3162 x 15 = €. 47.430,-incl btw
Pellet brandstof kosten over 15 jr: 1408 x 15 = €. 21.120,-incl btw
Verschil €.26.310,- ;;
Is een COP van 4 het hele jaar haalbaar?:
Aardgas kost +/- €0.11 per kWh en elektriciteit kost al snel +/- €0.25 per kWh. Dit wil zeggen dat de warmtepomp een grotere (seizoen) SCOP van 2,3 (0,25 delen door 0,11) moet hebben om minder brandstofkosten en CO2 uit te stoten dan een condenserende aardgasketel.
https://Reallivecamera.com/
Wat de hoogleraar te mooi voor de ketel rekent doet Jeroen in zijn artikel omgekeerd.
Gewoon eerlijk zijn, een cv ketel en een warmtepomp op het zelfde afgifte systeem beoordelen. Stel dat de gemiddelde woning in Nederland na verduurzaming op temperatuur wordt gehouden met een temperatuur traject van 45-40 grC. LT radiatoren of vloerverwarming. Dan zal je zien dat het WP rendement zeer laag wordt (3 a 3,5) en de ketel prima presteert want die condenseert maximaal.
Een COP van 5 haalt een warmtepomp alleen als die 30-25 draait en onder de meest gunstige omstandigheden dus geladen bron van 10 grC of 7 grC buitentemp, etc.
Warm water bereiden valt ook tegen met een WP, je moet 55 grC minimaal op voorraad houden, stilstandsverlies etc. De ketel houd geen voorraad.
Ik ben zeker niet tegen een warmtepomp, vind ze zelfs supergaaf… maar vanuit klachtenonderzoeken wil ik wel relativeren dat als iets te mooi lijkt om waar te zijn, dit vaak ook zo is.
Wordt een koudemiddel als R407, R410a of R32 gebruikt (chemisch koudemiddel) dan praat je over iets wat zeer slecht is voor het milieu. Gaat het toestel lekken, en dit gebeurd… Vooral snel bij de goedkope splitsystemen, dan is je compensatie voor het milieu nog kleiner (1kg lekkage is bij de veelgebruikte middelen vergelijkbaar met ca 1500kg CO2 uitstoot.)
Kijk je naar de milieu impact van standaard zonnepanelen, dan is dit ook niet zo gunstig. Dus duurzame stroom?
Wat wij in Nederland besparen gooien wij er in China uit. Klinkt negatief maar hiermee wil ik aangeven kies een goed paneel. Niet alleen op basis van opbrengst maar ook op basis van impact. Een glas-glas paneel geeft minder problemen dan een gemiddeld gewoon paneel. En dan nog een leuk feitje, 80-90% van de nu verkochte panelen heeft Pfass in de backsheet. Wie het nieuwe asbest van over 20 jaar herkend mag het zeggen. : https://solarmagazine.nl/nieuws-zonne-energie/i25250/uitbannen-pfas-uit-zonnepanelen-zal-nog-jaren-duren-alternatieven-zijn-voorhanden
Duurzaam is:
– goed isoleren
– met lagere temperaturen stoken
– thermostaat lager zetten (gebruikersgedrag)
– korter douchen (gebruikersgedrag)
– minder apparatuur in huis (gebruikersgedrag)
– zonnepanelen zonder loodsoldering en Pfassvrije backsheet (Maxeon van Sunpower is heeft Pfass vrije backsheet / Glas-glas zijn meerdere leveranciers van) https://declare.living-future.org/products/maxeon-panels
– gasketel afstellen op lagere temperatuur en systeem waterzijdig inregelen…
Optioneel:
– Warmtepomp met propaan (R290) als koudemiddel (tapwater rendement beter dan de R32/R410 etc), veel minder milieuimpact.
De inhoud propaan die nodig is kan je vergelijken met een campingflesje gas, over een paar jaar verplicht zoals het er nu uit ziet in Europa, maar Daikin, Mitsubishcie en LG plus andere Oosterse bakproducten zullen nog even dozen rommel schuiven…) Neem een Europees toestel, scheelt op 2 punten. Punt één de reis van het toestel naar ons is korter en punt twee de toestellen zijn beter op onze markt afgestemd (Nibe/Vailant/Wolf/Alpha Innotec) (groter, zwaarder, maar ook stiller en schoner…)
En let op, goed isoleren en luchtdicht bouwen betekend beter ventileren. Anders wordt gezondheid door slechte lucht en schimmel een probleem..
Dus gebruik je gezonde verstand, reken je niet rijk met mooie COP’s van 5 die bij +7 grC onder laboratoriumcondities afgeven worden etc. Iets dat te mooi is..
O ja, wij ademen zelf ook CO2 uit, dus laten wij het niet te spannend maken. Net als stikstof vooral op papier een probleem, misschien iets met overbevolking en te veel luxe en weelde op sommige werelddelen?