De uitdagingen bij het opereren van een warmtetransportnetwerk

‘Met Eneco en Vattenfall hebben we om te beginnen twee gebruikers,’ vertelt Jasper. ‘De energiebedrijven bestellen nadrukkelijk geen warmte bij WTS. Ze geven aan wat ze willen transporteren en dat is wat WTS levert: het transport van warmte. Dit doet WarmtelinQ door een specifieke hoeveelheid water rond te pompen door een gesloten leidingensysteem. Warm water van de bron naar de afnemer (tussen de 100 en 120°C) en afgekoeld water terug van afnemer naar de bron (50-70°C). De energiebedrijven hebben zelf inmiddels een contract gesloten met een warmtebron, denk aan de industrie in de haven en de thermische afvalverwerking. Zij geven bij WarmtelinQ aan waar de warmte vandaan zal komen. In het geval van Eneco wordt in Vlaardingen gewerkt aan een warmteoverdrachtstation dat fungeert als entry-point van de warmte. Waar de bron van warmte vaak een fabriek of afvalverbrandingsinstallatie is, is dat hier niet het geval. Hier is de warmtebron een andere transportleiding. Namelijk ‘Leiding over Noord’ (LoN) van Eneco. Deze LoN haalt warmte op van de afvalverbrandingsinstallatie uit Rozenburg. Bij station Kethelplein vindt warmteoverdracht plaats vanuit de LoN naar WarmtelinQ. Die warmte transporteert WTS vervolgens naar Den Haag.’

‘Eneco bestelt het transport van een specifieke hoeveelheid warmte, dit wordt een nominatie genoemd. Daarbij houden ze rekening met het warmteverlies dat onderweg plaatsvindt. Gegevens daarover ontvangen ze van WTS. Dus wat ze in Den Haag willen hebben aan warmte, plus het warmteverlies, dat is wat Eneco moet nomineren voor de entry-point. Elke dag ontvangt WTS voor ieder uur van het daaropvolgende etmaal een nominatie. Aan de hand van die nominaties maken we een warmtetransportplan.

In de eerste fase bedient WTS alleen Eneco en zij vervolgens woningen en bedrijven in Den Haag. Wanneer de leiding ook is doorgetrokken naar Leiden en alles gereed is, wordt ook Vattenfall voorzien van warmte. Hiervoor wordt een entry-point gebouwd op Vondelingenplaat in de Rotterdamse haven.’

‘Op dit moment hebben beide energiebedrijven een contract met één warmtebron, maar de verwachting is dat energiebedrijven in de toekomst meerdere warmtebronnen aansluiten. Dan is het aan de energiebedrijven om te bepalen hoeveel warmte ze bij de ene bron inkopen en hoeveel bij de ander. WTS moet dan weten van welke bron de warmte gaat komen. We hebben ervoor gekozen om het proces direct op die toekomst in te richten. Zodoende geeft Eneco vanaf het begin ook een nominatie door voor de entry-point in Vlaardingen. Ook al is dat in eerste instantie de enige warmtebron.’

‘Eneco en Vattenfall zijn verplicht door te geven op welke temperatuur WTS het water kan verwachten bij de entry. En wat de verwachte retourtemperatuur vanuit Den Haag en Leiden zal zijn nadat de warmte is overgedragen aan het lokale warmtenet. We willen weten tot hoever ze het water gaan afkoelen, want met die informatie kunnen we het hele plan rond rekenen. We krijgen dus ieder etmaal 24 setjes met data, corresponderend met de 24 uur in het daaropvolgende etmaal.

Die data over temperatuur bij de entry en teruglevertemperatuur nadat de warmte is afgegeven aan het lokale netwerk, kan niet heel erg variëren. We kunnen niet binnen een uur enorme wijzigingen doorvoeren. Met deze kwaliteitsstandaard willen we de voorspelbaarheid van het systeem vergroten. Sowieso wordt WarmtelinQ gerealiseerd om een bepaalde basislast te leveren. Dus we verwachten niet veel variatie in de verschillende waardes per uur. We hebben ook contractuele afspraken gemaakt over wat de mate van verhogen of verlagen van de temperatuur mag zijn ten opzichte van het uur ervoor. Dat geldt voor het vermogen (in Megawatt) én voor de temperaturen, die moeten beide in een bepaalde range liggen.

Doordat er in fase 2 met Vattenfall een tweede gebruiker op het systeem actief is, komt het nog preciezer hoe goed onze gebruikers in staat zijn om het vastgestelde warmtetransportplan te volgen. We willen namelijk niet dat afwijkingen veroorzaakt door de één invloed hebben op de operatie van de ander.

En qua Megawatten kunnen we niet het ene uur 80 Megawatt leveren en het volgende uur 40. Het gaat geleidelijk op en geleidelijk af. Maar je kunt je voorstellen dat de vraag naar warmte en warm water ‘s ochtends als iedereen opstaat flink stijgt en ‘s avonds als iedereen naar bed is gegaan weer daalt. Daar komt de controle van de energiebedrijven om de hoek kijken. Zij hebben namelijk piek- en back-up faciliteiten, zoals een buffer. Die buffer kunnen ze ‘s nachts laden met de basislast die WarmtelinQ biedt, maar die in de nacht niet gebruikt wordt. ‘s Ochtends vroeg kunnen ze die buffer gebruiken om de piek in de vraag op te vangen terwijl de basislast stabiel geleverd blijft worden via WarmtelinQ. WarmtelinQ kan een deel van de dag-nacht schommelingen van een warmtenet prima opvangen, maar niet alles, het overige gedeelte wordt opgevangen door het energiebedrijf.’

‘Wanneer we in de tweede fase meerdere gebruikers actief hebben op het systeem, eisen we van de energiebedrijven dat ze zeer precies het vastgestelde warmtetransportplan volgen. Toch zullen er altijd temperatuur- en drukafwijkingen zijn op het systeem. Door een aantal kleine meet- en regelafwijkingen bij elkaar opgeteld, door verkeerde inschattingen van de gebruiker of door storingen aan de installaties van WTS of een gebruiker. WTS gebruikt een buffervat om deze verstoringen te corrigeren. De verstoringen noemen we onbalans, en de manier waarop we dit corrigeren, noemen we balanceren. Dit balanceren doen we middels een enorm buffervat dat we bouwen op Vondelingenplaat. Zo nemen we onze verantwoordelijkheid en zorgen we voor een stabiele warmtelevering.’

‘Over die buffer is misschien wat extra uitleg nodig. Hier komt het grote verschil tussen gas en water om de hoek kijken. Gas is samendrukbaar. Als er schommelingen zijn in het gasnetwerk, dan wordt de druk in het net iets hoger of iets lager. Zolang dat binnen bepaalde bandbreedtes blijft, heeft niemand daar last van. Eigenlijk kan je het hele gasnetwerk van Nederland beschouwen als een soort buffer. Bij water is dat niet zo omdat het niet samendrukbaar is. Elk verwarmingssysteem dat met water werkt heeft daarom een expansievat. Hier stroomt water in of uit als de druk veranderd. Ons systeem heeft deze ook, namelijk de buffer die we bouwen. Hier stroomt water in- en uit als de (gemiddelde) temperatuur van het water in het systeem veranderd. Dat is continue aan de hand. Er zal zonder dat we hierop kunnen, en willen, sturen, automatisch wat water in- of uit deze buffer stromen. Aanvullend levert deze buffer ook extra water via de aanvoer- of de retourleiding als er sprake is van afwijkingen die we willen corrigeren (balanceren).’

‘Een andere consequentie van meerdere afnemers is dat we de kosten moeten gaan verdelen. De elektriciteitskosten voor de pompen in Delft bijvoorbeeld. Alleen, hoe weten we wie wat verbruikt heeft? We moeten kosten wel juist verdelen. Hetzelfde geldt voor de kosten van het balanceren van het net, het laden en ontladen van de buffer. Er zit warmte in die buffer. En die warmte is van Eneco of van Vattenfall. Maar wie heeft nou welk deel? Berekeningen daarvoor doen we aan de hand van metingen op hun entry’s en exits. Zo komen we aan een bepaald saldo en dat saldo verrekenen we tussen de partijen. We noemen dat het allocatieproces.’