Aanhef
Het college heeft besloten om:
1de bodemenergieplannen Schiphol Trade Park, Stadscentrum Hoofddorp, Lincolnpark en Pionierterrein vast te stellen;
2de vastgestelde bodemenergieplannen als toetsingskader voor vergunningen te versturen aan de provincie Noord-Holland;
3deze nota ter informatie te zenden aan de raad.
Bijlage 2
Uitkomsten en uitgangspunten van modelberekeningen
Voor de hydrologische berekening is gebruik gemaakt van het grondwaterstromingsmodel MODFLOW. Er wordt een stationair model gedraaid op vol debiet (worstcase). Voor het hydrothermische model is naast MODFLOW gebruik gemaakt van het warmte- en stoftransportmodel MT3DMS. Er wordt een tijdsafhankelijk model gedraaid voor een periode van 20 jaar. De verschillende modules worden met behulp van Python en FloPy uitgevoerd. In de onderstaande tabellen zijn de gebruikte invoergegevens weergegeven. Er zijn drie modellen gedraaid: 1) een cumulatief model met de systemen van het plan, de indicatieve systemen voor het Bolsterrein en de bestaande open en gesloten bodemenergiesystemen, 2) een model met alleen bestaande systemen en 3) een model met alleen de systemen van het plan en de indicatieve systemen voor het Bolsterrein. In tabel 1 zijn alle OBES weergegeven. De systemen die strikt genomen geen onderdeel uitmaken van het plan zijn grijs gearceerd.
Tabel 1 In model opgenomen open bodemenergiesystemen
Bron
Systeem
X
Y
Boven- kant filter
[m+mv]
Onder- kant filter
[m+mv]
Infiltratie- temperatuur
Infiltratie [m3 / seizoen]
Onttrekking [m3/seizoen]
Debiet [m3/h]
WB1
A
103.189
476.418
-70
-120
17
217600
217600
128
KB1
A
103.086
476.322
-70
-120
7
217600
217600
128
WB2
B
103.348
476.276
-70
-120
17
224400
224400
132
KB2
B
103.225
476.203
-70
-120
7
224400
224400
132
WB3
C
102.975
476.189
-70
-120
17
231200
231200
136
KB3
C
103.073
476.303
-70
-120
7
231200
231200
136
WB4
D
103.061
476.122
-70
-120
17
299200
299200
176
KB4
D
103.155
476.223
-70
-120
7
299200
299200
176
WB1m
Am
103.177
476.340
-70
-85
17
85000
85000
50
KB1m
Am
103.174
476.340
-130
-145
7
85000
85000
50
WB2m
Bm
103.249
476.273
-70
-85
17
85000
85000
50
KB2m
Bm
103.246
476.273
-130
-145
7
85000
85000
50
WB3m
Cm
102.992
476.271
-70
-85
17
85000
85000
50
KB3m
Cm
102.989
476.271
-130
-145
7
85000
85000
50
WB4m
D1m
103.149
476.058
-70
-85
17
85000
85000
50
KB4m
D1m
103.146
476.058
-130
-145
7
85000
85000
50
WB5m
D2m
103.011
476.065
-70
-85
17
85000
85000
50
KB5m
D2m
103.008
476.065
-130
-145
7
85000
85000
50
WB6m
Em
102.917
476.148
-70
-85
17
85000
85000
50
KB6m
Em
102.914
476.148
-130
-145
7
85000
85000
50
WB1bols
Bols
103.314
476.380
-70
-120
17
340000
340000
200
KB1bols
Bols
103.255
476.489
-70
-120
7
340000
340000
200
WB2bols
Bols
103.368
476.379
-70
-120
17
340000
340000
200
KB2bols
Bols
103.312
476.488
-70
-120
7
340000
340000
200
WBm
Estafette
103.388
476.660
-27
-36
17
45000
45000
20
KBm
Estafette
103.385
476.660
-80
-90
7
45000
45000
20
Tabel 2 In model opgenomen bestaande gesloten bodemenergiesystemen (69 lussen ten zuidoosten van het Pionierterrein zoals weergegeven in figuur 5.1 van het hoofddocument)
Grens
X
Y
Bovenkant lus
(m +mv)
Einddiepte lus
(m +mv)
Bodemzijdige energie ruimte- verwarming [MWh]
Bodemzijdige energie tapwater [MWh]
Bodemzijdige energie koeling [MWh]
Minimum
103.032
475.940
0
-180
3,5
1,5
3,0
Maximum
103.145
476.057
0
-180
16,8
7,2
11,0
Gemiddelde
103.092
476.002
0
-180
9,9
4,2
7,3
Tabel 3 In model gehanteerde bodemopbouw
Nr.
Naam
Diepte onderzijde [m + mv]
Doorlatendheid
Warmte-eigenschappen
Typering
kh [m/d]
kv [m/d]
Warmte- capaciteit [MK/m3*K]
Warmte- geleidings- coëfficient
[W/m*K]
1
deklaag
-7
0,056
0,014
2,5
1,9
Zand slibhoudend
2
WVP1/2
-27
20
5
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
3
WVP1/2
-36
20
5
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
4
WVP1/2
-60
20
5
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
5
SDL1
-70
0,08
0,02
2,4
1,6
Klei
6
WVP3
-80
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
7
WVP3
-85
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
8
WVP3
-90
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
9
WVP3
-95
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
10
WVP3
-100
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
11
WVP3
-110
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
12
WVP3
-115
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
13
WVP3
-120
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
14
WVP3
-125
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
15
WVP3
-130
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
16
WVP3
-140
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
17
WVP3
-145
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
18
WVP3
-165
30
10
2,45
2,3
Zand uiterst grof/middel grof
19
SDL2
-175
0,04
0,01
2,4
1,6
Klei
20
WVP4
-180
6
1,5
2,5
2,2
Zand matiggrof/matig fijn
21
WVP4
-200
6
1,5
2,5
2,2
Zand matiggrof/matig fijn
* De filters van de doubletsystemen zijn geplaatst tussen 70 en 120 m -mv, de warme filters van de monobronnen zijn geplaatst tussen 70 en 85 m -mv en de koude filters van de monobronnen zijn geplaatst tussen 130 en 145 m -mv.
Hydrologische effecten en invloed op kwel- en infiltratiesituatie
De open bodemenergiesystemen van het plan onttrekken en infiltreren grondwater in het 3e watervoerende pakket. Hierdoor ontstaan drukverschillen in het grondwater, ook wel hydrologische effecten genoemd. Tabel 4 vat de belangrijkste hydrologische effecten samen en figuren 1 en 2 tonen de ruimtelijke verspreiding van de effecten in modellaag 1 (deklaag) en 6 (top WVP3). Er wordt in het model geen stijghoogteverandering gemeten ter hoogte van de monobron van zwembad de Estafette. De alarmniveaus van dit systeem hoeven dus niet gewijzigd te worden.
Tabel 4 Berekende grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen en grootte 5 cm-invloedsgebied cumulatief model
Laag
Bodemlaag
Grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen bij de bronnen1)
Grootte 5 cm- invloedsgebied
1
Deklaag boven
Stijghoogteverandering max. ca. 0,24 m.
850m2)
4
Basis WVP1/2
Stijghoogteverandering max. ca. 0,24 m.
850m2)
6
Top WVP3
Stijghoogteverandering max.3,22 m
Maximaal ca. 1300 m3)
1) Buiten de bronconstructie / in het pakket zelf.
2) Gemeten vanaf monobron de Estafette, omdat deze dominant is in de hydrologische effecten in de deklaag en het 1e/2e watervoerende pakket.
3) Gemeten vanaf een centraal punt in het plangebied (kruising Hugo de Vries-/Staringstraat)
De locatie ligt in een kwetsbaar kwelgebied en nabij een primair oppervlaktewater. Conform de uitvoeringsregels (15.1) op grond van de Keur moet er aan een zorgplicht worden voldaan. Gezien de stijghoogteverschillen die optreden onder de deklaag is er sprake van invloed op de kwel- en infiltratiesituatie. Het stijghoogteverschil over de deklaag wordt gedomineerd door de ondiep gelegen monobron van zwembad de Estafette en bedraagt ca. 24 cm (figuur 1). Dit stijghoogteverschil is gelijk tussen het model met alleen overige systemen en het cumulatieve model. Dit betekent dat de systemen van het plan geen bijdrage leveren aan dit stijghoogteverschil ter hoogte van zwembad de Estafette. De invloed van het systeem van zwembad de Estafette op de verticale stroming over de deklaag is maximaal ΔH/C = 0,24 m / 500 d = 4,8*10-4 m/d = 4,8*10-1 mm/d.
De systemen van het plan (niet-cumulatief model) hebben maximaal de volgende invloed:
ΔH/C = 0,01 m / 500 d = 2,0*10-5 m/d = 2,0*10-2 mm/d. Geconcludeerd wordt dat de invloed van de systemen van het plan minimaal is.
Het stijghoogteverschil tussen de laag boven en onder SDL1 bedraagt 3,2 m ter hoogte van de indicatieve bron KB1 van het Bolsterrein (figuur 2). Deze bronnen hebben namelijk het grootste debiet toegekend gekregen. Dit stijghoogteverschil leidt tot een verticale stroming over SDL1 van ΔH/C = 3,2 m / 500 d = 6,4*10-3 m/d = 6,4 mm/d. Dit getal is berekend bij een hypothetische situatie waarbij continu (24u per dag) op vol debiet wordt gepompt. In werkelijkheid zullen de effecten kleiner zijn. Daarnaast wordt de pomprichting halfjaarlijks omgedraaid. Hierdoor zijn er bij hydrologische balans tussen de seizoenen netto over een jaar bezien geen effecten. Tenslotte is het effect op korte afstand tot de bronnen reeds grotendeels uitgevlakt. Ter illustratie: ter hoogte van KB1 van het Bolsterrein is de verlaging maximaal 3,2 m. Op 10 m afstand tot de bron is dit nog slechts 1,64 m, hetgeen resulteert in ΔH/C = 1,64 m / 500 d = 3,3*10-3 m/d = 3,3 mm/d.
De zoet/brakgrens wordt halverwege het gecombineerde 1e/2e watervoerende pakket verwacht en de brak/zoutgrens nabij de basis van het 1e/2e watervoerende pakket. De in bovenliggende paragraaf berekende stroming over SDL1 is daarmee het meest indicatief voor het effect op de brak/zoutgrens. De verticale stroming over modellaag 2 (tussen modellaag 3 en 4) is juist het meest representatief voor de beïnvloeding van de zoet/brakgrens. Buiten het systeem van zwembad de Estafette gerekend is het maximale stijghoogteverschil tussen deze lagen 1 cm. Dit resulteert in een verticale stroming van ΔH/C = 0,01 m / 1,8 d = 5,56*10-3 m/d = 5,56 mm/d. De hierboven geschetste hydrologische effecten resulteren niet in een significante beïnvloeding van de zoet/brak- en brak/zoutgrens, zeker omdat de pomprichting halfjaarlijks wordt omgekeerd. Daarmee zal de voorraad zoetwater in de bodem niet worden verminderd.
Figuur 1 Hydrologische effecten van het cumulatieve model in laag 1 (deklaag) worden gedomineerd door het systeem van de Estafette
Figuur 2 Hydrologische effecten van het cumulatieve model in laag 6 (top WVP3) worden gedomineerd door de systemen van het plan en de indicatieve bronnen van het Bolsterrein
Grondmechanische effecten en invloed op ondergrondse infrastructuur
Er komen zettingsgevoelige gebouwen nabij de projectlocatie voor (bijlage 5). Op basis van de berekende stijghoogteverlagingen en de beschikbare bodemgegevens zijn met behulp van de Formule van Terzaghi de maaiveldzettingen berekend. De maximale zetting treedt op in het cumulatieve model bij warme bron 2 van Bols en bedraagt 9,7 mm. Het maximale zettingsverhang treedt op bij koude bron 2 van Bols en bedraagt 0,24‰. Schade aan gebouwen treedt meestal pas op vanaf een zettingsverhang van 1 meter op 150 meter (6,66 ‰). Er worden derhalve geen noemenswaardige zettingen verwacht als gevolg van de bodemenergiesystemen.
Opbarstrisico’s tijdens het in gebruik hebben van de systemen
Met het oog op de kwelproblematiek in de Haarlemmermeer dient het opbarsten van scheidende lagen te allen tijde te worden voorkomen. De filters worden afgesteld in het 3e watervoerende pakket. De neerwaartse druk aan de basis van SDL1 bedraagt ca. 1.260 kN. De maximale opwaartse druk aan de basis van SDL1 is 732 kN ter hoogte van warme bron 2 van het Bolsterrein. Daarmee is er geen sprake van een opbarstrisico. Om bodemsplijting te voorkomen mag de maximale injectiedruk van het systeem niet hoger uitkomen dan ca. 9,41 mwk. De maximale stijghoogteverandering bedraagt 3,22 m. Er is derhalve geen risico op bodemsplijting.
Hydrothermische effecten en thermisch rendement
Tabel 5 toont een vergelijking tussen de huidige situatie (alleen overige systemen) en de mogelijke toekomstige situatie met bodemenergiesystemen die volgens de plankaart gesitueerd zijn. Het is duidelijk dat de monobron van de Estafette niet negatief wordt beïnvloed, zelfs niet door de systemen van het Bolsterrein die strikt genomen geen onderdeel vormen van dit plan. De GBES van het Westerdreefkwartier worden juist licht positief beïnvloed. De naastliggende monobronnen van het plan hebben ogenschijnlijk een negatief effect: de koude bel is 5,5 kelvin lager van temperatuur dan de achtergrondtemperatuur van het grondwater (12,5 °C – 7 °C), terwijl de warme bel slechts 4,5 kelvin hoger van temperatuur is (17 °C – 12,5 °C). Toch resulteren de systemen in een netto positieve beïnvloeding. Dit wordt veroorzaakt door de grondwaterstroming die de naastliggende monobronnen en doubletten opwekken. De gesloten systemen worden hierdoor “geregenereerd” met grondwater van ca. 12,5 °C of met de temperatuur van de bellen van de open systemen. Zonder de naastliggende open systemen daalt de temperatuur nabij de lus sterker.
De thermische verliezen van de OBES van het plan zijn bij de gekozen indeling en indicatieve bronposities (zie figuur 5.1 hoofddocument) laag. Dit geldt met name voor de warme doubletbronnen (tabel 5). De koude doubletbronnen kennen een iets groter verlies doordat er meer interactie is met de warme bellen van de tussenliggende monobronnen. Bij de monobronnen zijn de verliezen iets groter, hetgeen ook zonder negatieve interferentie het geval zou zijn door de kleinere afmetingen van de bellen. De verliezen zijn het grootst bij de warme bellen door de voornoemde interactie met koude bellen van de doubletsystemen. Over het geheel laten de resultaten in tabel 5 zien dat er voldoende afstand bestaat tussen de verschillende stroken om doubletsystemen met een hoog thermisch rendement te kunnen realiseren. Het thermisch rendement van de monobronnen hangt sterk af van de gekozen positie ten opzichte van doubletsystemen en kan middelmatig tot hoog zijn. Indien deze mogelijkheid er is, dienen monobronnen dichtbij een warme bron van een doublet te worden geplaatst waarbij het koude filter dusdanig diep wordt geplaatst dat deze niet interfereert met de warme bel van het doublet.
Tabel 5 Onttrekkingstemperaturen in het 20e modeljaar
Systeem
Model
Bron(nen)
Infiltratie- temperatuur
(°C)
Gemiddelde onttrekkings- temperatuur (°C)
Uiterste onttrekkings- temperatuur (°C)
Doubletten van het plan
Cumulatief
Warm
17
16,0 – 16,3
14,4 – 15,2
Koud
7
7,7 – 7,9
9,2 – 9,9
Monobronnen van het plan
Cumulatief
Warm
17
15,5 – 16,0
12,9 – 14,9
Koud
7
7,9 – 8,4
9,2 – 10,0
Monobron van de Estafette
Cumulatief
Warm
17
15,9
15,0
Koud
7
8,3
9,6
Alleen overige systemen
Warm
17
15,9
15,0
Koud
7
8,3
9,6
GBES
Westerdreef- kwartier
Cumulatief
n.v.t.
9,1
8,3
Alleen overige
systemen
9,0
8,2
Figuur 3 Maximale beïnvloeding van de warme bellen van monobronnen van het plan aan het einde van de winter in modellaag 6
Figuur 4 Maximale beïnvloeding van de koude bellen van monobronnen van het plan aan het einde van de zomer in modellaag 16
Bijlage 3
Uitvoeringsrichtlijnen voor bodemenergiesystemen op openbaar terrein
Richtlijnen voor open bodemenergiesystemen
1Horizontaal leidingwerk dient volledig ondergronds te worden afgewerkt. De inpassing van het leidingwerk in de openbare ruimte dient te worden afgestemd met de gemeente.
2Alle putconstructies dienen gelijk aan maaiveld afgewerkt te worden. Door artesisch grondwater kan het noodzakelijk zijn om de bronnen af te werken met uitschuifbare stukken en ringstukken (afbeelding 1).
3De putten dienen minimaal te voldoen aan verkeersbelastingsklasse EN 1433 C-250.
4Putten die in het straatwerk worden geplaatst moeten netjes worden afgewerkt, waarbij er geen beton in het zicht mag zijn. Dit geldt ook voor andere maaiveldverhardingen.
5De voorkeurlocaties voor putten zijn trottoir, parkeervlakken en pleinen.
6Het inperken van het groenareaal (met name bomen) door de putconstructie dient zoveel mogelijk voorkomen te worden.
7Voor de locatie, inpassing en uiterlijk van de bronput dient te allen tijde contact met de gemeente Haarlemmermeer plaats te vinden. De bronput moet voldoen aan de digitale welstandskaart Haarlemmermeer.
Richtlijnen voor gesloten bodemenergiesystemen
1Horizontaal leidingwerk dient volledig ondergronds te worden afgewerkt. De inpassing van het leidingwerk in de openbare ruimte dient te worden afgestemd met de gemeente.
2De lus dient volledig ondergronds te worden afgewerkt.
3In de constructie moet verkeersbelastbaarheid worden meegenomen.
Figuur 1 Uitschuifbare bronconstructie
Onderzochte scenario’s voor de ruimtelijke indeling van bodemenergiesystemen
Scenario 1 in figuur 1 laat de blokken van het plangebied zien. Voor deze blokken geldt de volgende situatie:
-Blok A & B: bij deze blokken is nog veel areaal niet opgekocht. Dit houdt in dat de toekomstige eigendomssituatie en de mate van inzet van bodemenergie uitermate onzeker is. Verder is er een grote kans dat de ontwikkeling van bodemenergiesystemen hier gespreid in de tijd zal plaatsvinden. Er moet rekening worden gehouden met de ontwikkeling van open systemen (waarschijnlijk doubletten) op het aangrenzende Bolsterrein.
-Blok C: veel areaal is opgekocht of in eigendom van de gemeente.
-Blok D1: naar verwachting zal een groot deel van het blok worden opgekocht.
Er moet rekening worden gehouden met de gesloten bodemenergiesystemen van Westerdreefkwartier.
-Blok D2: naar verwachting zal het blok deels worden opgekocht. Daarnaast is er bestaande bebouwing langs de Venneperweg. Er moet rekening worden gehouden met de gesloten bodemenergiesystemen van het Westerdreefkwartier.
-Blok E: ook dit blok wordt gekenmerkt door bestaande lintbebouwing langs de Venneperweg. Verder is de toekomstige eigendomssituatie onzeker.
De bovenstaande situatieschets toont veel onzekerheden voor de toekomstige situatie en de grootte van de eigendommen per blok. Wel is uit gesprekken met de gemeente en enkele projectontwikkelaars naar voren gekomen dat er aanknopingspunten zijn om collectief doubletten te ontwikkelen voor blok C&E en blok D1&D2. Voor blok A en B is dit nog niet te zeggen, maar deze blokken zouden qua verwachte energievraag wel een mooie volloop kennen op één doublet per blok (bijlage 5). Al met al kan gesteld worden dat de mogelijkheid voor collectiviteit moet worden opengehouden zonder de deur op slot te doen voor individuele oplossingen. De belangrijkste onderzochte scenario’s voor de gebiedsindeling zijn (figuur 1):
1) Scenario met grote doubletten voor deelgebieden C, D en E en monobronnen voor gebieden A en B. Dit scenario is afgeschreven, omdat het maar een mogelijkheid biedt per deelgebied. Dit is onvoldoende flexibel.
2) Scenario met ZW-NO gerichte stroken. Hierin is onvoldoende tussenruimte om monobronnen toe te staan tussen de koude en warme stroken. Daarmee is er onvoldoende flexibiliteit.
3) Scenario met alleen monobronnen waarbij de filtertrajecten worden vastgezet. Dit scenario biedt veel flexibiliteit voor individuele gebruikers, maar is afgeschreven omdat het collectiviteit tegenwerkt.
4) Scenario met NW-ZO gerichte stroken. Dit scenario is gekozen voor het bodemenergieplan, omdat het aan elk blok toegang biedt tot een zone voor koude bronnen, een zone voor warme bronnen en een zone voor monobronnen. Hiermee wordt een grote mate van flexibiliteit behaald zonder collectiviteit tegen te gaan. Daarnaast wordt optimaal gebruik gemaakt van het feit dat monobronnen de bestaande GBES aan de zuidoostzijde van het plangebied niet negatief beïnvloeden (dit in tegenstelling tot doubletsystemen). Tenslotte biedt dit scenario ruimte voor diepe gesloten bodemenergiesystemen voor een eventuele verduurzaming van de grondgebonden woningen aan de Venneperweg.
Figuur 1 De belangrijkste onderzochte scenario’s voor de ruimtelijke indeling van bodemenergie
Bijlage 5
Vooronderzoek bodemenergie en potentie Pionier-Bolsterrein, Nieuw-Vennep
Documentbeheer
Concept
Naam
Datum
Paraaf
Opgesteld door
20juni 2022
28juni 2022
Goedgekeurd door
29juni2022
Definitief
Naam
Datum
Paraaf
Opmerkingen verwerkt door
14juli 2022
Goedgekeurd door
15juli 2022
Goedkeuring opdrachtgever
………………………………
…………………………
…………
De volgende partijen zijn betrokken bij het tot stand komen van dit rapport
Opdrachtgever
Naam
Gemeente Haarlemmermeer
Cluster projecten // ruimte, economie en duurzaamheid
Bezoekadres
Taurusavenue 100
2132 LS Hoofddorp
Contactpersoon
Telefoonnummer
(0900) 18 52
E-mailadres
Pionier-bolsterrein@haarlemmermeer.nl
Adviseur bodemenergie
Naam
VHGM
Adres
Leidsevaart 580
2014 HT Haarlem
Contactpersoon
Telefoonnummer
(023) 584 11 22
E-mailadres
1Inleiding
1.1Projectbeschrijving
In Nieuw-Vennep wordt het bedrijventerrein Pionier-Bols herontwikkeld tot een woon-, werk- en leefgebied bestaande uit woningen, kleine kantoorruimten en sport-, zorg- en culturele instellingen. Een deel van de bestaande bouw/bedrijven blijven bestaan. In totaal komen er ca. 2.000 nieuwe woningen in blokken van ca. 250 woningen op de Pionier en een blok van 800 – 875 op het Bolsterrein . De nieuwe woningen zullen voornamelijk gestapelde bouw zijn. Lagere bouw wordt voorzien in het midden van de projectlocatie langs de Staringstraat (figuur 1.1).
Figuur 1.1 Globale stedenbouwkundige schets van het Pionier-Bolsterrein
De gemeente wil een energieneutrale wijk ontwikkelen. Bodemenergie biedt hiervoor goede mogelijkheden en kan in principe voldoen aan deze eis. De gemeente ziet het belang in van het eventueel moeten invoeren van beleidsregels indien dit het algemeen belang dient. Dit kan met behulp van een bodemenergieplan en het aanwijzen van een interferentiegebied. Om uitsluitsel te geven of een bodemenergieplan inderdaad het algemeen belang dient, is het noodzakelijk om onderzoek te verrichten naar de bodempotentie ten opzichte van de energievraag en naar de (geohydrologische) risico’s. Dit onderzoek richt zich op zowel open als gesloten bodemenergiesystemen.
1.2Inhoud van het advies
In hoofdstuk 2 worden de verschillende typen bodemenergiesystemen beschreven om hun effecten op de omgeving inzichtelijk te maken. Vervolgens wordt de bodemzijdige energievraag per blok berekend (hoofdstuk 3). De geohydrologische situatie en daarmee samenhangende risico’s komen aan bod in hoofdstuk 4. Hoofdstuk 5 behandelt de relevante omgevingsbelangen die toepassing van zijn en bodemenergie zouden kunnen belemmeren. In hoofdstuk 6 wordt de bodempotentie berekend op basis van de geohydrologie. Daarbij wordt rekening gehouden met vermindering van de effectieve bodempotentie als gevolg van geohydrologische risico’s, overige belangen en het juridische kader.
Deze bodempotentie wordt afgezet tegen de in hoofdstuk 3 berekende energievraag. Daarnaast wordt ingegaan op regeneratiemogelijkheden, de afweging tussen schaalvoordeel bij collectiviteit versus flexibiliteit (OBES) en de inpasbaarheid van GBES.
Uit het bovenstaande volgt een conclusie met betrekking tot de haalbaarheid van bodemenergie voor het Pionier-Bolsterrein en de eventuele meerwaarde van een bodemenergieplan (hoofdstuk 7).
In hoofdstuk 8 is een begrippenlijst opgenomen waarin de technische begrippen uit dit rapport worden verduidelijkt.
1.3Gebruikte informatie
Voor het maken van deze studie is gebruikt gemaakt van de volgende informatie:
-De geologische modellen REGIS II v2.2 en GeoTop v1.4 (TNO Geologische Dienst Nederland)
-DINOloket.nl
-Grondwatertools.nl
-Ontvangen gegevens van Omgevingsdienst Noordzeekanaalgebied (omliggende OBES en GBES)
-Informatie over de energiebehoefte van het Pionier-Bolsterrein, Het Pionier-Bolsterrein Nieuw-Vennep, Blokpaspoorten, vastgesteld op 3 maart 2022
-Informatie over de visie van de gemeente voor het Pionier-Bolsterrein, Het Pionier-Bolsterrein Nieuw-Vennep, stedenbouwkundig Masterplan, vastgesteld op 3 maart 2022
-Effecten en risico's van gesloten bodemenergiesystemen, KWR Water Research, augustus 2013
-Optimale ondergrondse inpassing van open bodemenergiesystemen, KWR Water Research, mei 2020
1.4Disclaimer
Dit rapport is geen ontwerpdocument conform de BRL SIKB 11000 en protocol 11001 en kan ook niet als zodanig worden gebruikt. De uitgangspunten uit een vooronderzoek kunnen afwijken ten opzichte van de uitgangspunten die gebruikt worden in het ontwerp of de vergunningaanvraag.
De opdrachtgever (de gemeente Haarlemmermeer) stimuleert kennisuitwisseling en innovatie bij duurzame gebiedsontwikkeling. Zij stimuleert dat de inhoud van dit rapport wordt gedeeld, gebruikt en toegepast door derden. De inhoud van dit rapport is met zorgvuldigheid opgesteld. We kunnen echter niet garanderen dat de inhoud foutloos is. De gemeente Haarlemmermeer aanvaardt daarom geen aansprakelijkheid voor schade als gevolg van het gebruik van dit rapport. Derden gebruiken de inhoud op eigen risico.
2Inleiding bodemenergie
Er kunnen twee hoofdvormen in bodemenergiesystemen worden onderscheiden: open en gesloten bodemenergiesystemen. Het is van belang de verschillen tussen deze systemen te kennen om het toepassingsgebied en de effecten op de omgeving te begrijpen.
Gesloten bodemenergiesystemen
Bij gesloten bodemenergiesystemen (GBES) worden bodemlussen in de bodem gebracht (figuur 2.1). Door warmtegeleiding tussen de bodem en de bodemlussen wordt warmte of koude onttrokken. Er wordt dus geen grondwater onttrokken of geïnfiltreerd. De temperatuur in de bodemlus mag maximaal 30°C en minimaal 3°C bedragen. GBES zijn met name geschikt voor lagere vermogens, zoals individuele woningen, kleinere appartementencomplexen en kleinere utiliteitsgebouwen.
GBES kennen vaak een bodemzijdig koudeoverschot. Er is dus rondom dit type systemen meer koude dan warmte in de bodem aanwezig, hetgeen ook wordt toegestaan door het bevoegd gezag. Vanwege dit koudeoverschot resulteren gesloten systemen in de directe omgeving van warme bronnen van open systemen in negatieve interferentie.
Figuur 2.1 Gesloten bodemenergiesysteem
Open bodemenergiesystemen
Bij open bodemenergiesystemen (OBES) worden bronnen in de bodem geboord. Vanuit deze bronnen wordt warm en koud grondwater onttrokken en geïnfiltreerd in een warme bel (maximaal 25 °C) en een koude bel (minimaal 5 °C). Het onttrekken en infiltreren veroorzaakt drukveranderingen in de watervoerende pakketten (hydrologische effecten) naast de thermische effecten die ook voor GBES gelden.
OBES zijn rendabel voor relatief hoge vermogens, zoals hoogbouw, kantoren en collectieve warmtenetten met woningen, idealiter met een vergelijkbare koude- en warmtevraag. Er zijn weinig boringen benodigd om hoge vermogens te leveren. Vanuit het bevoegd gezag wordt een (klein) koudeoverschot soms toegestaan. De systemen worden tegenwoordig echter vaak in balans aangevraagd.
Er zijn twee typen OBES te onderscheiden. Bij een monobron worden de koude en warme bron in één boorgat gerealiseerd, waarbij een verticale tussenafstand wordt aangehouden om kortsluiting te voorkomen (figuur 2.2). Bij dit systeem wordt de capaciteit gelimiteerd door de afmeting van de buizen die in het boorgat passen. Bij een doublet worden de warme en koude bron in een eigen boorgat aangelegd, waarbij een horizontale afstand wordt aangehouden om kortsluiting tussen de warme en koude bel te voorkomen. De twee bronnen infiltreren en onttrekken over het algemeen op dezelfde diepte (figuur 2.3).
Figuur 2.2 Monobron
Figuur 2.3 Doublet
Regeneratie
De provincie eist bij vergunningen voor open systemen een mate van energetische balans in de bodem. Deze bodembalans is noodzakelijk om de bodem niet netto af te koelen, hetgeen kan leiden tot uitputting van de bodem en grote mate van interferentie met andere systemen. De bodem netto opwarmen is niet toegestaan bij open bodemenergie.
Verschillende gebruiksfuncties van gebouwen kennen verschillende energieprofielen. Zo hebben woningen voornamelijk een warmtevraag (centrale verwarming en tapwater) en hebben kantoren en winkels voornamelijk een koudevraag. Het koude- of warmteoverschot dient geregenereerd (gecompenseerd) te worden met externe warmte- of koudebronnen. Dit kan lokale energie zijn vanuit de lucht, vanuit watersystemen op het dak geïntegreerd met zonnecellen (PVT) of thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), maar kan ook uit externe bronnen onttrokken worden, zoals datacenters, rioolwaterzuiveringen, stadsverwarming, restwarmte uit industrie etc.
Wetgeving
Wetgeving omtrent bodemenergiesystemen, inclusief lozingen, bodemenergieplannen en de nieuwe Warmtewet (verwacht in 2023) staat beschreven in bijlage 1 (H2).
3Energievraag per blok
Voor het Pionier-Bolsterrein zijn de gegevens in tabel 3.1 berekend (bijlage 2). Hierbij zijn de blokpaspoorten van de gemeente als vertrekpunt genomen en hebben we aannames gemaakt voor de warmte- en koudevraag per gebouw (bijlage 2). De verschillende blokken zijn schematisch weergegeven in figuur 3.1. Deze gegevens zijn slechts een ruwe schatting om het benodigde brondebiet te kunnen bepalen. Dit debiet kan dus nog wijzigen bij het ontwerp en de vergunningaanvraag van bodemenergiesystemen. De blokken worden allen gekenmerkt door een bodemzijdig koudeoverschot, omdat bovengronds meer warmte dan koude benodigd is. Bij een OBES wordt het koudeoverschot over het algemeen (grotendeels) geregenereerd, dat wil zeggen het ‘gebrek’ aan warmte in de bodem wordt (deels) gecompenseerd door warmte toe te voegen uit bijvoorbeeld oppervlaktewater (TEO). Voor GBES wordt dit over het algemeen niet gedaan. De energiegetallen in tabel 3.1 betreffen de ruwe energievraag op basis van BENG-kengetallen. Hier is dus nog geen gelijktijdigheid in opgenomen (voor uitleg van het begrip gelijktijdigheid, zie begrippenlijst).
Tabel 3.1 Bodemzijdige energievraag per blok per jaar zonder gelijktijdigheid
Bodemzijdig
Verwarmen + tap [kW]
Koelen [kW]
Warmtevraag [MWh]
Koudevraag [MWh]
Koudeoverschot [MWh]
A
1551
589
1336
413
-923
B
1238
607
1376
425
-951
C
1276
626
1418
438
-980
D1
1202
590
1336
413
-924
D2
505
226
511
158
-353
E
563
244
554
171
-383
Bolsterrein
3431
1682
3813
1178
-2636
Totaal
9.766
4564
10345
3195
-7151
Figuur 3.1 De verschillende blokken van het Pionier-Bolsterrein
4Geohydrologie en risico’s van de grootschalige inzet van bodemenergie
4.1Inleiding
In dit hoofdstuk komen de belangrijkste bevindingen uit het geohydrologische onderzoek naar voren (bijlage 1). Op basis van het onderzoek worden geschikte pakketten aangewezen voor open en gesloten bodemenergiesystemen. Vervolgens worden de belangrijkste geohydrologische risico’s in deze pakketten beschreven.
4.2Meest geschikte bodemlagen voor open en gesloten bodemenergiesystemen
Lussen voor gesloten bodemenergiesystemen kunnen zowel in klei als in zand warmte en koude uitwisselen met de bodem. De bodemopbouw in de Haarlemmermeer bestaat overwegend uit zand, hetgeen gunstig is voor de energieopbrengst per meter lus. Gesloten bodemenergiesystemen voor grotere vermogens worden veelal tot ca. 200 à 250 m -mv aangelegd. Indien in een Bodemenergieplan (BEP) gekozen wordt om GBES verticaal te scheiden van OBES, zullen GBES echter slechts tot ca. 60 m – mv kunnen worden aangelegd.
Voor OBES is het 3e watervoerende pakket, vanaf ca. 68 m -mv, het meest geschikt vanwege een goede doorlatendheid, lage grondwaterstroomsnelheid en homogene kwaliteit van het grondwater. Daarnaast zal er geen negatieve invloed ontstaan op de zoetwatervoorraad door vermenging van zoet, brak en zout grondwater. Het grondwater in het 3e watervoerende pakket is namelijk geheel zout.
4.3Risico’s bodemenergiesystemen Pionier-Bolsterrein
De verschillende risico’s die kunnen voorkomen bij de aanleg van zowel open als gesloten bodemenergiesystemen op de projectlocatie zijn uitvoerig beschreven in bijlage 1. Alleen de risico’s die daadwerkelijk een rol spelen op de projectlocatie worden in dit hoofdstuk kort samengevat.
Artesisch water en het ontstaan van wellen
Artesisch water is grondwater in een watervoerend pakket dat onder druk staat. Door deze overdruk zijn er extra risico’s op het ontstaan van wellen bij de aanleg en tijdens de levensduur van bodemenergiesystemen.
Ten eerste kunnen wellen ontstaan doordat infiltrerende OBES de druk in het pakket dusdanig verhogen dat de van nature aanwezige kleilagen ‘barsten’. De kans hierop wordt klein geacht (bijlage 1).
Ten tweede kunnen vanwege artesisch water wellen ontstaan tijdens de aanleg van zowel open als gesloten bodemenergiesystemen. In het 3e watervoerende pakket is de kans op artesisch water hoog, in WVP1/2 is de kans hierop middelhoog (bijlage 1).
Om het risico op wellen ten gevolge van artesisch water te verkleinen kunnen tijdens de aanleg van het systeem verschillende maatregelen genomen worden: boren met voldoende overdruk (verhoogd opstellen/ boorspoeling gebruiken), boren met een casing en deze in het boorgat achterlaten en het boorgat op de juiste manier afdichten. Het meest voor de hand liggend is om verplicht te stellen om de boorwagen verhoogd op te stellen (beperkt het risico tijdens de aanleg) en om een casing achter te laten in het boorgat (beperkt het risico zowel tijdens de aanleg als tijdens de levensduur van het systeem). Dit is voor zowel WVP1/2 als WVP3 aan te raden.
Bij GBES is het aantal doorboringen van de scheidende lagen een aandachtspunt. Bij een diepterestrictie tot de basis van WVP1/2 (60 m – mv) wordt het risico enerzijds beperkt: de artesische druk is het hoogst in WVP3 en de scheidende laag tussen WVP1/2 en WVP3 wordt in dit scenario niet doorboord. Anderzijds is het aantal doorboringen van de deklaag wel significant hoger, er zijn namelijk circa 4600 boringen nodig, versus circa 1400 indien geen diepterestrictie wordt toegepast (H 6.4).
Grondwaterstroming
Ten westen van Nieuw-Vennep is de grondwaterstroomsnelheid hoog vanwege stroming van de duinen richting de polder. De projectlocatie is echter op voldoende afstand ten oosten van de ringvaartdijk gelegen, waardoor de grondwaterstroming hier laag is. In WVP1/2 is dit minder dan 5 meter per jaar. In het 3e watervoerende pakket is de grondwaterstroming laag tot middelhoog: ca. 5 à 10 meter per jaar.
Voor gesloten bodemenergiesystemen kan met name de lagere grondwaterstroming in WVP1/2 tot gevolg hebben dat het koudeoverschot opbouwt rond de lussen en niet wegstroomt. Hier dient rekening mee gehouden te worden. De lage grondwaterstroomsnelheid is niet per definitie nadelig: het maakt regeneratie mogelijk en voorkomt interferentie met andere projecten. Voor OBES is het gunstig dat de grondwaterstroomsnelheid in het 3e watervoerende pakket beperkt is: dit vermindert het afstromen van de warme en koude bellen, waardoor een beter energetisch rendement kan worden behaald en de onderlinge plaatsing van bronnen minder belangrijk is.
VOCl-verontreiniging
Tussen winkelcentrum “De Symfonie” en de agrarische machinefabriek “Kverneland” ligt een grondwaterverontreiniging bestaande uit vluchtige gechloreerde organische koolwaterstoffen (VOCl; figuur 4.1). De details over deze verontreiniging staan in bijlage 1 beschreven. Op basis van de ontvangen gegevens, die stammen uit 2012, blijkt dat de verontreiniging net tot in WVP1/2 reikt.
Gezien het gedrag van deze verontreiniging is de kans groot dat verspreiding binnen WVP1/2 optreedt. Wel wordt bij de omgevingsdienst (ODNZKG) nagegaan of er werkelijk bewijs is dat de verontreiniging tot in het watervoerende pakket is doorgedrongen en of er recentere informatie beschikbaar is. Indien beschikbaar zullen deze gegevens in het definitieve rapport worden opgenomen. Gezien de afstand zullen boringen voor GBES, ook bij incidentele slechte afdichting van de scheidende laag tussen WVP1/2 en WVP3, geen invloed uitoefenen op de verontreiniging.
Voor OBES ligt dit genuanceerder: indien geen regels worden opgesteld voor de locatie van warme en koude bronnen is het mogelijk dat een cumulatie van systemen een kleine invloed uitoefent op de verontreiniging. Deze invloed zal dusdanig klein zijn dat systemen wel worden vergund. Het betekent echter wel dat de vergunningstrajecten langer kunnen duren. Het grootste aandachtspunt is het belang van mogelijke toekomstige gebruikers in het gebied tussen de projectlocatie en de verontreiniging. Voor deze toekomstige gebruikers is de kans dat hun systeem vergund wordt groter indien de hydrologische effecten in het Pionier-Bolsterrein worden beperkt. Dit kan middels een bodemenergieplan worden behaald.
Figuur 4.1 Ligging relevante VOCl-verontreinigingen ten opzichte van de projectlocatie
5Omgevingsbelangen
Op basis van de provinciale kaarten en informatie opgevraagd bij de gemeente en omgevingsdienst blijkt dat er in de nabijheid van de projectlocatie overige open en gesloten bodemenergiesystemen voorkomen en dat er enkele gebieden met richtlijnen binnen een straal van 2 km van de projectlocatie aanwezig zijn. In bijlage 1 worden alle omgevingsbelangen behandeld. Hieronder worden alleen de aandachtspunten kort samengevat.
Tabel 5.1 Omgevingsbelangen
6Relatie tussen energievraag en aanbod
6.1Relatie tussen energievraag en bodempotentie voor OBES
Doubletten
De potentie van WVP3 staat kort samengevat in tabel 6.1. Er kan uit dit pakket op de projectlocatie een brondebiet geleverd worden van ca. 200 tot 250 m3 per uur. In dit getal zit wel enige onzekerheid, omdat er slechts beperkte gegevens in de omgeving zijn. Op basis van 200 m3/h is per blok gekeken naar het aantal doubletten dat minimaal benodigd is om aan de energievraag te voldoen (tabel 6.2). Indien voor een blok een groot deel van een doublet of meerdere doubletten nodig zijn, is de kans groot dat er voor doubletten en niet voor monobronnen wordt gekozen. Doubletten kunnen echter uitsluitend worden gerealiseerd indien per blok een centrale techniekruimte en een zeer lage temperatuur (ZLT) distributienet worden aangelegd om de energie te distribueren over de verschillende gebouwen.
Uit overleg met de gemeente is naar voren gekomen dat blok C&E gezien de eigendomssituatie mogelijk samen voor één energieconcept zullen kiezen. Ditzelfde geldt voor blok D1&D2. Rekening houdend met de benuttingsgraad van een doublet (tabel 6.2) is het waarschijnlijk dat per blok één doublet wordt aangelegd voor A, B, C&E en D1&D2, dus in totaal 4 doubletten. Voor het Bolsterrein zullen, gezien de geschatte energiehoeveelheden, waarschijnlijk twee doubletten nodig zijn.
Uit tabel 6.2 blijkt dat veel doubletten niet maximaal gedimensioneerd hoeven te worden om de geschatte energievraag te kunnen leveren. Desalniettemin is het aan te raden om in een bodemenergieplan maximale brondimensionering verplicht te stellen (maximale filterlengte en een boordiameter van 800 mm). Hiermee wordt de ondergrond namelijk zo efficiënt mogelijk benut en is er overcapaciteit die kan worden ingezet om later verkochte percelen toch van bodemenergie te voorzien.
Tabel 6.1 Potentie van WVP3
Variabele
WVP3
Diepteligging [m - N.A.P.]
68à 70 tot 165 à 170
Dikte [m]
100à 110
Doorlaatvermogen [m2/d]
Ca. 2.000tot 5.000
Globale hoeveelheid geschikte zandlagen om bronfilter in af te stellen [m]
Ca. 50 à 70
Brondebiet [m3/h] bij inzet gehele pakket*
Ca. 250 à 300 m3/h
* Nota bene: de te halen debieten zijn een globale indicatie en afhankelijk van bepaalde ontwerpaspecten
Monobronnen
Monobronnen zijn, ook in zeer doorlatende pakketten, om technische redenen gelimiteerd tot ca. 80 m3/h per bron. Het benodigde aantal bronnen is vermeld in tabel 6.2. De energievraag per gebouw is kleiner dan hetgeen een monobron kan leveren. Derhalve liggen kleine collectieven van enkele gebouwen voor de hand en één monobron per gebouw niet. Indien blok C&E en D1&D2 niet samengaan, is de kans aanwezig dat blok D2 en E zullen kiezen voor een monobron (tabel 6.2). Bij de andere blokken zullen alleen monobronnen worden aangelegd indien er geen distributienet in het blok komt. Anders ligt een doublet meer voor de hand.
Naar verwachting is het niet mogelijk om een monobron of doublet te boren in blok D2. Dichtbij, ten zuidoosten, zijn namelijk een groot aantal GBES geboord. Dit valt echter alleen in een ontwerp en vergunningstraject of middels modelleringen voor een bodemenergieplan volledig uit te sluiten. Voor de overige blokken geldt dat het benodigde aantal monobronnen in principe inpasbaar is binnen het blok. Indien echter de filterstellingen van verschillende naburige monobronnen niet op elkaar worden afgestemd, kan de inpasbaarheid in het gedrang komen. Hiervoor kunnen regels worden opgenomen in een bodemenergieplan. Er is ook altijd sprake van negatieve interferentie indien een monobron van bijvoorbeeld gebied D2 of E vlakbij een groot doublet wordt geplaatst.
Tabel 6.2 Absolute en relatieve bodempotentie voor OBES per blok
* In de tweede som van de blokken wordt ervan uitgegaan dat blok C&E en blok D1&D2 samengaan.
6.2Inpassing bronnet en bronnen
De blokken kennen een geringe hoeveelheid privaat terrein buiten de gebouwen. Om meerdere gebouwen aan elkaar te koppelen middels een bronnet zal er leidingwerk in de openbare ruimte moeten worden gerealiseerd. Hierbij is een goede afstemming tussen de gemeente en de ontwikkelaar van het bodemenergiesysteem vereist. Mogelijk kan de gemeente een strook langs de Staringstraat reserveren voor de hoofdleiding van het bronnet. Afhankelijk van de opzet is het ook mogelijk dat er bronnen in de openbare ruimte moeten worden geboord. Er is thans nog teveel onzekerheid over de toekomstige indeling van het gebied om vast te stellen of dit nodig is.
6.3Kansen en aandachtspunten voor regeneratie van OBES
Om de energiestromen in balans te brengen is er een aanvullende warmtebron nodig. Hiervoor worden veelal lucht-water warmtepompen of droge koelers ingezet. Het gebruik van droge koelers is echter niet onbeperkt in verband met ruimte op daken. Daarnaast worden de regels omtrent de geluidsproductie van droge koelers en lucht-water warmtepompen steeds strikter en kan er geluidsoverlast worden ervaren door bewoners.
Regeneratie kan ook middels PVT-panelen worden uitgevoerd. Het voordeel van PVT is de flexibiliteit en kleinschaligheid: elk gebouw kan zijn eigen PVT op het dak krijgen. Het is in dit stadium van het project echter nog niet bekend of er voldoende dakoppervlak er beschikbaar komt. Nadeel van PVT zijn de hogere kosten ten opzichte van grotere collectieve regeneratieopties, zoals thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), rioolwaterzuiveringsinstallaties of datacenters.
Aan de noordwestzijde van de projectlocatie ligt de Nieuwerkerkertocht. Deze sloot heeft een beperkte afmeting, maar het water wordt wel veel ververst, omdat het een van de afwateringskanalen is die verbonden is aan de Hoofdvaart. Er is naar verwachting voldoende potentie om de aan de sloot gelegen blokken A en C te regenereren, maar onvoldoende capaciteit voor het gehele gebied. Dit is wel afhankelijk van de voorschriften die het Hoogheemraadschap van Rijnland maakt in de vergunningsprocedure.
6.4Relatie tussen energievraag en bodempotentie voor GBES
Naast de mogelijkheden voor OBES is er ook gekeken naar de relatie tussen de energievraag en de bodempotentie voor GBES. De resultaten hiervan zijn samengevat in tabel 6.3. Hierbij is gekeken naar twee verschillende scenario’s, namelijk mét en zonder diepterestrictie . In een bodemenergieplan kan namelijk eventueel een diepterestrictie tot de basis van WVP1/2 (~60 m – mv) worden opgelegd aan GBES om negatieve interferentie met OBES in het 3e watervoerende pakket te voorkomen. In het scenario zonder diepterestrictie wordt uitgegaan van een gemiddelde boordiepte van 200 m. Om aan de totale energievraag te voldoen is er ongeacht de toegepaste boordiepte ca. 556 km aan lus benodigd. Het aantal benodigde boringen ligt significant lager indien geen diepterestrictie wordt toegepast (tabel 6.3). Een diepterestrictie heeft ook gevolgen voor de inpasbaarheid van de lussen onderpands. Naar verwachting heeft het voor de gemeente de voorkeur om lussen onderpands of tenminste binnen de percelen te boren, omdat de ruimte daarbuiten gemeentelijk bezit wordt of blijft. Zonder diepterestrictie kan naar verwachting het grootste deel van de lussen onderpands of binnen de percelen worden geboord. Met diepterestrictie moet juist een groot deel van de lussen buiten de bouwpercelen worden geboord (tabel 6.3).
Tabel 6.3 Absolute en relatieve bodempotentie per blok. Groen: onderpands inpasbaar.
Oranje: inpasbaar op uitgegeven grond. Rood: alleen inpasbaar indien gemeentegrond wordt gebruikt
* De inpasbaarheid van GBES in gebied D2 komt in het gedrang door het grote cluster gesloten bodemenergiesystemen ten oosten van het gebied. Naar verwachting zal een collectief systeem niet vergund worden. Bij individuele oplossingen kunnen de eerste aanvragers wel een vergunning krijgen, latere aanvragers niet.
6.5Betaalbaarheid, schaalvoordelen en flexibiliteit van OBES en regeneratieopties
Introductie
In deze paragraaf worden de voor- en nadelen van verschillende scenario’s voor het Pionier- Bolsterrein behandeld. De voor- en nadelen worden daarnaast samengevat in tabel 6.4. De volgende scenario’s worden mogelijk geacht:
Scenario A
Een groot deel van de ontwikkelingen in alle blokken, met (A1) of zonder (A2) het Bolsterrein worden gefaseerd aangekoppeld aan een collectief bronnet. Hierbij wordt water uit de bronnen direct op het net geleverd. Vanaf decentrale techniekruimten zal dit water middels een warmtepomp worden opgewaardeerd om vervolgens via een lage-temperatuur distributie de gebouwen van warmte en koude te voorzien. Eventueel wordt ook tapwater decentraal bereid of vanuit de techniekruimte of in de woningen zelf.
Een groot voordeel van scenario A ten opzichte van scenario B is redundantie: omdat meerdere bronnen op één bronnet zijn aangesloten, kan bij het uitvallen van een bronpaar nog een groot deel van het vermogen geleverd worden en komen eindgebruikers niet in de kou te zitten. In scenario B is er maar een doublet per gebied, waardoor deze intrinsieke redundantie niet bestaat. Het tweede grote voordeel voor de casus Pionier-Bols is dat er in scenario A meer mogelijkheden bestaan om toekomstige ontwikkelingen (percelen die later worden verkocht) toch nog aan te sluiten op bodemenergie. Latere ontwikkelingen binnen het gebied kunnen waarschijnlijk op de overcapaciteit van het net worden aangesloten. Indien toch extra capaciteit benodigd is kan het bronnet gemakkelijk en flexibel worden opgeschaald door doubletten bij te boren, mits de hoofdleidingen voldoende groot zijn uitgevoerd. Tenslotte is er in scenario A één doublet minder benodigd. Hiermee kan een efficiëntere bodembenutting worden gerealiseerd. De resulterende vermindering in aanlegkosten wordt echter grotendeels opgeheven doordat er meer horizontaal leidingwerk moet worden aangelegd (tabel 6.5). Tenslotte kan er mogelijk bespaard worden door centraal in plaats van decentraal te regenereren. TEO biedt echter waarschijnlijk te weinig capaciteit voor het hele gebied en er zijn op dit moment geen datacentra of rioolwaterzuiveringsinstallaties nabij de projectlocatie.
Er is bij verschillende ESCo’s nagegaan aan welke voorwaarden een project dient te voldoen om het interessant te maken voor een collectief bronnet. Hieruit komen enkele mogelijke struikelblokken voor Pionier-Bols naar voren die met name te maken hebben met de vele verschillende eigenaren in het gebied:
-De totale looptijd waarover het bronnet kan worden aangelegd is onduidelijk, omdat de verschillende eigenaren op verschillende momenten in gesprek gaan met projectontwikkelaars. Een deel van de bedrijven zal mogelijk pas ver in de toekomst verkocht worden aan projectontwikkelaars. Scenario A biedt echter wel voordelen voor deze toekomstige aansluitingen (tabel 6.4).
-Er is vooraf weinig duidelijkheid over de omvang (energievraag) van de aansluitingen en welk deel van het gebied op een collectief net zal aansluiten.
De gemeente zal de rol van een nutsbedrijf niet op zich nemen en geen aanbesteding doen voor de energielevering binnen het gebied. Om toch de schaalvoordelen van scenario A te kunnen benutten zal collectiviteit ofwel moeten worden afgedwongen middels regels in een bodemenergieplan ofwel zullen intensieve gesprekken gevoerd moeten worden met de betrokken partijen om te proberen om dit te realiseren. De kans van slagen van een bronnet zonder gemeentelijke aanbesteding is echter niet groot.
Scenario B
Per blok wordt samenwerking gezocht om collectief bronnen te boren en een distributienet aan te leggen. Het zou hierbij optimaal zijn indien blok C&E en D1&D2 samengaan. In dat geval benaderen de schaalvoordelen die van scenario A. Indien de kleine blokken samengaan, zijn er 6 doubletten benodigd. Als de kleine blokken niet samengaan, zijn er nog steeds 6 doubletten benodigd, maar daar bovenop nog eens 2 monobronnen. TEO in de Nieuwerkerkertocht blijft een regeneratieoptie voor gebieden A en C. Een bodemenergieplan zou voordelen kunnen bieden voor de ondergrondse inpasbaarheid.
Zo kan worden zorggedragen dat de monobronnen hun koude en warme filter op gelijke hoogte hebben en dat de doubletten dusdanig worden geplaatst dat het thermisch rendement optimaal is en dat er ruimte blijft voor toekomstige aansluitingen.
Om de schaalvoordelen van scenario B te kunnen benutten zal collectiviteit per blok ofwel moeten worden afgedwongen middels regels in een bodemenergieplan ofwel zullen intensieve gesprekken gevoerd moeten worden met de betrokken partijen om te proberen om dit te realiseren. De schaalvoordelen getoond in tabellen 6.2 en 6.4 zijn een goed vertrekpunt voor deze gesprekken. Een tweede vertrekpunt wordt gevormd doordat de gemeente reeds samenwerking stimuleert op andere fronten zoals parkeren, het woningbouwprogramma, geluidsluwe gevels en het niet-woonprogramma. Hierbij stuurt de gemeente aan op samenwerking om de ambities uit het masterplan te behalen. De verwachting is dat daarvoor tenminste 70% van het grondoppervlak per blok nodig is.
Scenario C
In scenario C wordt geen of weinig samenwerking gezocht tussen de verschillende projectontwikkelaars. Dit zal resulteren in energieconcepten per gebouw of een deel van een blok.
Afhankelijk van de grootte van de percelen zal gekozen worden voor een monobron, GBES of lucht-water warmtepompen. Ten eerste zal daardoor het rendement verlaagd worden, hetgeen zijn weerslag heeft op de bedrijfskosten, het milieurendement en elektriciteitsnetcongestie. GBES en lucht- water warmtepompen kennen namelijk met name tijdens piek-verwarmen (H6.6) en piek-koelen een lagere efficiëntie waardoor meer stroom verbruikt wordt.
Daarnaast zal de mix tussen GBES en monobronnen snel resulteren in ruimtegebrek in de ondergrond, waarbij “wie het eerst komt, die het eerst pompt” een belangrijk probleem wordt. Monobronnen en GBES kunnen namelijk niet dicht op elkaar geplaatst worden vanwege het koudeoverschot van GBES en het voorkomen van zowel een koude als een warme bel bij monobronnen. Indien scenario C wordt gehanteerd dient er een horizontale of verticale scheiding vastgelegd te worden in een bodemenergieplan om interferentie tussen de verschillende systemen te voorkomen. Aangezien de verschillende blokken van het Pionier-Bolsterrein gefaseerd opgeleverd zullen worden, is een horizontale scheiding niet ideaal: het is immers nog onbekend voor welk energieconcept de ontwikkelaars zullen kiezen. Ten aanzien van een verticale scheiding zouden GBES op de projectlocatie in WVP1/2 geplaatst kunnen worden tot een diepte van maximaal 60 m -mv. Dit houdt echter in dat een significant groter aantal boringen nodig is dan zonder verticale scheiding (H 6.4).
Daarnaast moeten ook de warme en koude filterdieptes voor monobronnen worden vastgelegd om inefficiënt ruimtegebruik door monobronnen tegen te gaan.
Een potentieel voordeel van scenario C is dat het eigendom van de bronnen of lussen bij een vereniging van eigenaren kan komen te liggen. Dit is enerzijds uitdagend en complex, maar anderzijds kan het financiële rendement van het systeem direct aan de eigenaren worden doorberekend.
Tabel 6.4 Voor- en nadelen van de verschillende scenario’s. Een + houdt in dat het voordeel of nadeel wel tot uiting zal komen bij het scenario, een – houdt in dat het niet tot uiting zal komen.
Tabel 6.5 Globale kostenraming van een bronnet (scenario A) versus een oplossing per blok (scenario B waarbij blok C&E en D1&D2 gezamenlijk gaan)
Variabele
Scenario A
Scenario B
Aantal doubletten
5
6
Kosten à € 470.000 perdoublet (€)
2.350.000
2.820.000
Horizontaal leidingwerk (m)
1260
800
Kosten à € 400 per meter (€)
504.000
320.000
Totale kosten (€)
2.854.000
3.140.000
* Nota bene: er is uitgegaan van alle blokken inclusief het Bolsterrein. In de prijs per strekkende meter horizontaal leidingwerk is ervan uitgegaan dat het grotendeels, maar niet volledig om braakliggend terrein gaat.
6.6Energetisch rendement en elektriciteitsnetbelasting van verschillende duurzame oplossingen
Figuur 6.1 toont het verschil in elektriciteitsverbruik tussen OBES, GBES en lucht-water warmtepompen. Tijdens nominale bedrijfsvoering is er een klein verschil tussen de oplossingen. Tijdens piekproductie op koude winterdagen zijn GBES en met name lucht-water warmtepompen echter veel minder efficiënt vanwege de lage aanvoertemperatuur. Dit zorgt voor een hogere belasting van het elektriciteitsnet en bij gebruik van grijze stroom ook voor een hogere CO2-uitstoot.
Figuur 6.1 Normaal en piek-elektriciteitsverbruik van OBES, GBES en lucht-water warmtepompen
7Conclusie en aanbevelingen
7.1Afweging risico’s en verhouding vraag en aanbod
In dit onderzoek is de potentie van de bodem voor levering en opslag van energie bestudeerd. Daarnaast zijn de risico’s van grootschalige toepassing van bodemenergie op het Pionier-Bolsterrein onderzocht.
Voor open bodemenergiesystemen geldt dat het 3e watervoerende pakket het meest geschikt is. Dit pakket biedt in principe voldoende capaciteit voor huidige en toekomstige gebruikers. Dit is echter afhankelijk van de mate van collectiviteit en of er al dan niet eisen worden gesteld aan de indeling van systemen middels een bodemenergieplan. Indien dit niet wordt gedaan, kan met name de inzetbaarheid van de bodem voor toekomstige gebruikers in het gedrang komen. Bij inzet van het 3e watervoerende pakket dient rekening gehouden te worden met de verhoogde kans op artesisch water en het hieraan gerelateerde risico op het ontstaan van wellen tijdens de aanleg van de systemen. In een bodemenergieplan kunnen aanvullende regels worden opgesteld om het risico te minimaliseren.
Scenario B
Er kan grote energetische, milieutechnische en financiële winst worden behaald indien er per blok een gezamenlijke aanpak komt middels een klein distributienet (scenario B), waarbij blok C&E en D1&D2 idealiter samengaan. Hierbij kan benutting van de bodem door toekomstige gebruikers ook beter geborgd worden. In het geval van scenario B zullen de ontwikkelende partijen in een of meerdere blokken samen een collectieve aanbieding in de markt moeten zetten richting warmtebedrijven (ESCo’s). De fasering van de ontwikkelingen is hierin wel een mogelijk struikelblok. Indien de grootste aandeelhouder in het gebied als eerste ontwikkelt, is het logischerwijs dat in dit gebouw de techniekruimte wordt geplaatst waaruit de distributie naar de andere gebouwen plaatsvindt. De techniekruimte wordt namelijk groter vanwege alle leidingen die hieruit naar de overige gebouwen in het blok gaan. Dit struikelblok kan worden ondervangen door een losse techniekruimte in openbare ruimte, wat aanzienlijk meer geld kost en een eigen elektra-aansluiting nodig zal hebben. Op deze manier zou wel voorzien kunnen worden dat ook kleinere ontwikkelingen die eerder worden opgeleverd worden aangesloten.
Geadviseerd wordt om in gesprekken met alle betrokken partijen te verkennen wat de mogelijkheden voor scenario B zijn voordat een bodemenergieplan wordt opgesteld. Op die manier wordt gewaarborgd dat de regels in het bodemenergieplan aansluiten op de realiteit, dit om te voorkomen dat (een deel van) de ontwikkelaars vanwege de restricties uitwijken naar andere energieoplossingen dan bodemenergie, wat tegenwerkt op de netcongestie.
Scenario A
Indien de gebieden middels een bronnet worden gekoppeld (scenario A) kunnen toekomstige gebruikers nog makkelijker gebruik maken van bodemenergie en kan er bij uitval van een doublet in een van de gebieden gebruik gemaakt worden van de capaciteit van de andere doubletten (redundantie). De kans dat er een bronnet komt is echter zonder een gezamenlijke aanbesteding vanuit de gemeente en de belanghebbenden in het gebied klein. Voor het financieren van een bronnet dient de volloop namelijk dermate hoog te zijn dat een warmtebedrijf wil voor-investeren. Zonder gezamenlijke uitvraag wordt het lastig voor het warmtebedrijf om voldoende separate overeenkomsten af te sluiten en is de planning doorgaans niet haalbaar.
In het geval waar de wens voor collectiviteit er is, dienen idealiter doubletten in het gebied maximaal te worden gedimensioneerd (zo lang mogelijk filter en zo groot mogelijke boordiameter). Dit kan worden opgenomen in de regels van een bodemenergieplan. Bij de bronpositionering moet daarnaast rekening worden gehouden met de plaatsing van systemen ten opzichte van A) de monobron van zwembad De Estafette, B) de GBES aan de zuidoostzijde van de projectlocatie en C) de bodemenergiesystemen van het Bolsterrein, waarvoor naar verwachting binnenkort vergunningen worden aangevraagd. Met betrekking tot punt C is het aan te raden zo snel mogelijk contact te zoeken met het projectteam van het Bolsterrein teneinde de positionering van de bronnen door te spreken. Voor zowel een bronnet (scenario A) als één energieconcept per blok (scenario B) is het energetisch en qua elektriciteitsnetcongestie interessant om de capaciteit van de Nieuwerkerktocht voor TEO verder te verkennen.
Escape
Indien zowel scenario A als B niet uitvoerbaar blijken door bijvoorbeeld planning, zal het energieconcept zowel energetisch als financieel minder rendabel zijn. Er dient daarnaast in dit scenario sterk rekening gehouden te worden met wildgroei van vergunningaanvragen voor open bodemenergiesystemen en meldingen en vergunningen voor gesloten bodemenergiesystemen. Een bodemenergieplan kan hier ten dele wel uitkomst voor bieden door bijvoorbeeld een verticale scheiding aan te houden tussen open en gesloten systemen en door filtertrajecten voor te schrijven voor monobronnen. Desalniettemin zal de ondergrondse indeling minder efficiënt blijven vergeleken met scenario A en B. Een escape om gefaseerd naar een collectief net te gaan is het toestaan van monobronnen in plaats van doubletten. Hierdoor kunnen de eerste ontwikkelaars toch een bodemenergiesysteem aan leggen en deze, mogelijk verplicht, later aansluiten op een collectief net zodra deze er ligt. De capaciteit van één monobron is in dit gebied dermate groot dat een ontwikkeling met ca. 150 tot 250 woonequivalenten hier voldoende aan heeft.
7.2Advies bodemenergieplan en overleg
Vanuit de bevindingen van dit onderzoek wordt geconcludeerd dat een bodemenergieplan een grote meerwaarde heeft voor het Pionier-Bolsterrein. Vanwege de grote hoeveelheid aan ontwikkelaars binnen het gebied is er namelijk een groot risico op “landjepik” middels meldingen en vergunningaanvragen, waardoor toekomstige gebruikers onvoldoende ondergrondse ruimte overhouden om van bodemenergie gebruik te maken. Daarnaast is de kans groot dat er zonder verdere sturing voor verschillende energieoplossingen gekozen gaat worden. Een bodemenergieplan kan in combinatie met privaatrechtelijke regels en gesprekken met de belanghebbenden ervoor zorgen dat per blok collectief gehandeld gaat worden. Hierbij worden blok C&E idealiter als één blok beschouwd. Hetzelfde geldt voor blok D1&D2. In dit vooronderzoek worden enkele voorstellen gedaan betreffende regels in een bodemenergieplan. Deze voorstellen zorgen voor een betere borging van toekomstige gebruikers, een efficiënte benutting van de ondergrond en een verkleining van het risico op wellen. De voorstellen kunnen in een bodemenergieplan verder uitgewerkt en van kracht worden.
Het is echter van groot belang dat voor het uitwerken van een bodemenergieplan gesprekken worden gevoerd met de belanghebbenden in het gebied. Er dient verkend te worden of de fasering van de ontwikkelingen voldoende op elkaar aansluiten om per een of meerdere blokken een gezamenlijke aanbieding in de markt te zetten. Indien blijkt dat dit geen kans van slagen heeft, zal moeten worden teruggevallen op scenario C waarbij met name monobronnen worden geboord met vastgestelde filterdieptes. Dit kan worden gecombineerd met bijvoorbeeld ondiepe gesloten bodemlussen (tot ca. 60 m – mv) voor de kleinere en grondgebonden bouw.
Aan de hand van de bevindingen uit de gesprekken kan een bodemenergieplan worden opgesteld dat toegespitst is op zowel de wensen van de gemeente als die van de overige belanghebbenden in het gebied. Daarmee wordt voorkomen dat men vanwege moeilijk te realiseren eisen uitwijkt naar andere energieoplossingen die leiden tot een hoger stroomverbruik en lager milieurendement.
8Begrippenlijst
-Bodemenergiesysteem: alle onderdelen tezamen (het systeem) die benodigd zijn om energie te onttrekken aan en op te slaan in de bodem.
-Bodemlus: een afgesloten lus die over het algemeen verticaal in de bodem wordt gebracht en waar water doorheen wordt gepompt ten behoeve van een gesloten bodemenergiesysteem.
-Bron: een boorgat waaruit water wordt onttrokken dan wel geïnfiltreerd ten behoeve van een open bodemenergiesysteem.
-Filter(traject): een geperforeerde buis waardoor bij een open bodemenergiesysteem water in de bodem kan worden gebracht (infiltratie) of juist uit de bodem kan worden gehaald (onttrekking)
-Geologische formatie: een kenmerkende laag in de ondergrond die op een bepaalde manier (bijvoorbeeld door rivieren, de zee, gletsjers of de wind) is afgezet. De manier waarop een dergelijke laag is afgezet, bepaalt de eigenschappen van de laag, hetgeen van belang is voor bodemenergie.
-Gelijktijdigheid: vermindering van vermogensvraag bij collectiviteit doordat tapwater, koude of warmte van verschillende woningen/ gebouwen ten dele op verschillende momenten wordt gevraagd.
-Gesloten bodemenergiesysteem: een bodemenergiesysteem dat warmte en koude uit de bodem haalt door het rondpompen van een vloeistof (water aangevuld met glycol) door bodemlussen.
-Infiltratie: het weer de bodem inpompen van uit een andere bron onttrokken grondwater (open bodemenergiesysteem).
-Inzijging: het intrekken van regenwater in de bodem. Tegenovergestelde van kwel.
-Interferentie: het elkaar beïnvloeden van bodemenergiesystemen. Hieronder wordt zowel positieve beïnvloeding (warme bellen beïnvloeden elkaar) als negatieve beïnvloeding (koude bel beïnvloed warme bel) verstaan.
-Interferentiegebied: wettelijke constructie om in een bepaald gebied aanvullende eisen te stellen aan bijvoorbeeld de uitvoering van een bron voor een open bodemenergiesysteem of de energiebalans in de bodem.
-Kwel: het omhoog stromen van grondwater naar maaiveld of naar sloten.
-Onttrekking: het uit de bodem halen van grondwater ten behoeve van een open bodemenergiesysteem.
-Opbarsting: het door artesische druk scheuren van scheidende lagen waardoor een wel ontstaat.
-Open bodemenergiesysteem: een bodemenergiesysteem dat warmte en koude uit de bodem haalt door middel van infiltratie en onttrekking van grondwater uit bronnen.
-Regievoering: sturing door het bevoegde gezag. Dergelijke sturing kan bestaan uit aanbevelingen, aanvullende beleidsregels en het afkondigen van interferentiegebieden.
-Scheidende laag: een laag die het boven- en onderliggende watervoerende pakket (zie: watervoerend pakket) van elkaar scheidt door zijn hoge weerstand tegen
-grondwaterstroming. Een scheidende laag bestaat over het algemeen uit klei en/of veen.
-Thermische straal: de afstand tot de bron dan wel bodemlus waarbinnen de temperatuur van de bodem tenminste met een halve graad Celsius wordt beïnvloed.
-Watervoerend pakket: een laag die water goed doorlaat en daarom mogelijk te gebruiken is voor open bodemenergiesystemen. Een watervoerend pakket bestaat uit zand en/of grind.
-Wel: een vorm van zeer lokale kwel waarbij grondwater met hoge snelheid omhoog stroomt door gaten in de afdichtende lagen.
Bijlage 1
1Inleiding
Deze bijlage bevat alle achtergrondinformatie, berekeningen en details op basis waarvan de hoofdrapportage tot stand is gekomen.
2Wetgeving en beperking lozingshoeveelheid
2.1Wetgeving gesloten bodemenergie
2.1.1Abm
Vanuit de AMvB Bodemenergie is de aanleg van gesloten BES gereguleerd. Hierdoor moeten systemen, ongeacht het bodemzijdig vermogen, gemeld worden bij het bevoegd gezag. Dit is opgenomen in het Activiteitenbesluit milieubeheer (Abm). Het Abm bevat algemene regels met betrekking tot de aanleg en het in werking hebben van gesloten systemen. De gemeente treedt op als bevoegd gezag voor een gesloten BES. Gemeenten kunnen ten opzichte van elkaar afwijkende verordeningen hebben. Voor dit project gelden onderstaande regels.
2.1.2Obm
Voor een gesloten BES met een bodemzijdig vermogen van ≥ 70 kW is naast de melding ook een Omgevingsvergunning beperkte milieutoets (Obm) benodigd. Indien per gebouw een collectief systeem wordt aangelegd, zal het merendeel van de gebouwen een bodemzijdig vermogen ≥ 70 kW hebben. Daarnaast geldt dat voor een GBES in een interferentiegebied altijd een Obm nodig is, ongeacht het bodemzijdige vermogen. Het Obm bestaat uit een toets of een gesloten BES op de beoogde locatie mogelijk is. Een aanvraag kan geweigerd worden indien er sprake is van interferentie of ondoelmatig gebruik van de bodem (SPF). Indien er voor het project al een omgevingsvergunning benodigd is (bv. Voor het gebouw), kan de aanvraag gecombineerd worden, zodat er één omgevingsvergunning wordt verleend.
2.1.3Bijzondere omstandigheden
Binnen het beleid van gesloten bodemenergiesystemen bestaan twee bijzondere omstandigheden die kunnen worden aangevraagd door de initiatiefnummer indien kan worden aangetoond dat er geen negatieve invloed is op omgevingsbelangen. Het betreft:
-Het beperken van een koudeoverschot of toestaan van een warmteoverschot
-Het verhogen van de temperatuur van de circulatievloeistof > 30 °C
2.2Wetgeving open bodemenergie
2.2.1Waterwet
Bodemenergie is gereguleerd via de Algemene Maatregel van Bestuur (AMvB) Bodemenergie. Naast de regels uit de AMvB Bodemenergie van het Rijk hebben provincies aanvullende regels opgesteld in de Provinciale Milieuverordening. Voor dit project gelden onderstaande regels.
Voor het infiltreren en onttrekken van grondwater is een vergunning in het kader van de Waterwet benodigd. In het vergunningtraject wordt onderscheid gemaakt in een open BES met een debiet < 50 m³/h en een open BES met een debiet ≥ 50 m³/h. Voor het Pionier-Bolsterrein zullen OBES over het algemeen een debiet > 50 m³/h hebben. Hierdoor moet er een uitgebreide effectenstudie worden opgesteld. In een dergelijke effectenstudie moeten de hydrologische en hydrothermische effecten modelmatig worden berekend met een beschouwing van de mogelijke effecten op belangen in de omgeving.
Koudeoverschot
Met ingang van de AMvB is een koudeoverschot toegestaan. Dit betekent dat het open BES niet energetisch in balans hoeft te zijn. Wel dient er rekening mee te worden gehouden dat er geen thermische kortsluiting optreedt tussen de warme en koude bel. Ook moet er rekening gehouden worden met de belangen van andere bodemenergiesystemen in de directe omgeving en met het beleid van de provincie, waardoor de mate van onbalans in de bodem beperkt kan worden.
Warmteoverschot
Voor het toestaan van een warmteoverschot geldt dat het niet in het strijd mag zijn met het belang van de bescherming van de bodem en het doelmatigheidscriterium. Een warmteoverschot is ook toegestaan als het niet leidt tot een netto opwarming op gebiedsniveau, met als voorwaarde dat het toegestane warmteoverschot een positief effect heeft op het energierendement van andere, individuele betrokken systemen.
Rendement en productiviteit
Voor de vergunningaanvraag dient ook een Seasonal Performance Factor (SPF) te worden uitgerekend. Dit moet in de ontwerpfase van het project worden vastgesteld. De SPF is een mate van het rendement en efficiëntie van het open BES. Indien het systeem niet aan de vastgestelde SPF voldoet, kan het bevoegd gezag eisen dat er maatregelen worden genomen om de SPF te verbeteren.
Naast de SPF wordt ook een minimale productiviteit van het grondwater geëist. Met deze eis wil het bevoegde gezag ervoor zorgen dat het verpompte grondwater niet nutteloos wordt gebruikt.
Over het algemeen wordt een minimale energiehoeveelheid van 4,65 kWh per m³ vereist met een dT van minimaal 4K.
Registraties
In de vergunning van het BES worden voorschriften opgenomen ten behoeve van bepaalde jaarlijkse verplichtingen na realisatie van het BES. Het gaat hierbij om het registreren van o.a. verpompte waterhoeveelheden, temperatuurmetingen, geladen energie en grondwateranalyses. Dergelijke registraties moeten periodiek samengevat worden in een evaluatierapportage en ingediend worden bij het bevoegd gezag.
M.e.r.-beoordeling
Naast de vergunning Waterwet moet ook een m.e.r.-beoordeling worden opgesteld. Hierin moet aangetoond worden dat het beoogde systeem niet onder de milieu-effecten-rapportage (m.e.r.) valt. Hierdoor dient bij de aanvraag van de vergunning Waterwet een m.e.r.-beoordeling te worden toegevoegd. Deze m.e.r.-beoordeling wordt door de provincie afgegeven op basis van een aanmeldnotitie. In de aanmeldnotitie worden vergelijkbare gegevens als een effectenstudie verwacht, met aanvulling van een aantal specifieke milieugerelateerde thema’s, zoals de productie van afvalstoffen, gebruik van natuurlijke hulpbronnen en het opnamevermogen van het natuurlijke milieu.
2.2.2Lozing
Tijdens het ontwikkelen van bodemenergiesystemen en bij het periodiek onderhoud van een open bodemenergiesysteem komt grondwater vrij dat geloosd moet worden.
Ontwikkelen
Het ontwikkelen vindt plaats om de bron na het boren schoon te pompen totdat deze bron voldoet aan de gestelde eisen met betrekking tot het slibgehalte en de hoeveelheid zand. Tijdens het ontwikkelen van de bronnen van een open bodemenergiesysteem komt relatief veel grondwater vrij. Voor een gesloten bodemenergiesysteem komt alleen tijdens het boren een beperkte hoeveelheid water vrij.
Onderhoud
Bij open bodemenergiesystemen komt ook grondwater vrij tijdens het onderhoud van de bronnen. Deze lozing vindt plaats om ervoor te zorgen dat er geen opeenhoping ontstaat van fijne stofdeeltjes, welke zich van nature in het pakket bevinden. Bij het onderhoud komt een relatief kleine hoeveelheid grondwater vrij, maar de lozing wordt wel over de gehele levensduur van het systeem tweemaal per jaar uitgevoerd.
Lozingsroutes en bijbehorende aandachtspunten
Er zijn meerdere manieren waarop het water dat vrijkomt tijdens het ontwikkelen en het onderhoud geloosd kan worden. Mogelijke lozingsroutes zijn op het riool, op het oppervlaktewater of het terugbrengen van het water in de bodem. Afhankelijk van de lozingsroute moet een lozingsvergunning worden aangevraagd of een melding worden gedaan.
Voor het riool is het bevoegd gezag de gemeente, maar de Omgevingsdienst Noordzeekanaalgebied (ODNZKG) behandelt de meldingen namens de gemeente. Voor het oppervlaktewater is het bevoegd gezag het waterschap. Als het water middels een spuifilter wordt teruggebracht in de bodem moet dit vastgelegd worden in de vergunning Waterwet die wordt aangevraagd bij de provincie.
Een belangrijk punt in de afweging is het zoutgehalte van het grondwater. Hierdoor is lozen op oppervlaktewater naar verwachting niet toegestaan voor het project. Daarnaast heeft de Omgevingsdienst Noordzeekanaalgebied een memo opgesteld voor de regio Amsterdam die ook wordt toegepast in de gemeente Haarlemmermeer. De regels zijn niet officieel vastgesteld voor de Haarlemmermeer, maar vormen wel de huidige werkwijze. De genoemde uitgangspunten zijn niet van toepassing bij het retourneren van grondwater in de bodem, hetgeen onder de Waterwet valt. Kort samengevat zijn de uitgangspunten in de memo:
1) Het zorgplichtartikel 2.1 lid 1 van het Besluit lozen buiten inrichtingen geldt. Hierbij dient elke bronneerder de best beschikbare technieken toe te passen met als doel om zo weinig mogelijk grondwater te moeten lozen op het rioolstelsel.
2) Er is een melding in het kader van het Besluit lozen buiten inrichtingen (Blbi) benodigd. Bij de melding is de volgende informatie vereist:
a.Ontwikkelen van de bronnen: Bij de melding dient een lozingsnotitie te zijn gevoegd waarin o.a. is aangegeven welke best beschikbare techniek wordt toegepast met als doel om zo weinig als mogelijk chloridehoudend grondwater te moeten lozen op het rioolstelsel.
b.Onderhoud van de bronnen:
i.nieuwe installaties: in principe wordt lozing op het riool bij onderhoud niet meer toegestaan, houd hiermee rekening bij maken van het ontwerp.
ii.er moet worden nagegaan of een definitieve retouroptie in de bodem gerealiseerd kan worden, zodat bij het onderhoud helemaal niet geloosd behoeft te worden op het riool.
Alle mogelijke opties moeten worden onderzocht en keuzes moeten worden gemotiveerd. Meerkosten van een optie gelden in het algemeen niet als legitieme reden om van de best passende optie af te zien.
3) De best beschikbare technieken moeten worden toegepast.
4) Er moet zo weinig als mogelijk (chloridehoudend) grondwater op het riool geloosd worden.
5) Het debiet zal maximaal < 1,4 l/sec (5 m3/uur) bedragen.
6) Het debiet moet per seconde worden gemeten en per 15 minuten worden geregistreerd (het toepassen van een gecertificeerde debietmeter is verplicht).
7) Het te lozen grondwater dient door een daartoe gecertificeerd bedrijf te worden bemonsterd, na het doorlopen van de toe te passen bezinkinstallatie/zandvang en eventueel aanvullend filter.
8) Het grondwatermonster dient door een erkend laboratorium te worden geanalyseerd op minimaal de volgende parameters:
•Chemisch zuurstofverbruik
•Chloride
•Ammonium
•totaal fosfor
•Sulfaat
•Onopgeloste bestanddelen
De bovenstaande verplichtingen (+ aanwijzing riool en toegestane termijn) zullen door de ODNZKG worden vastgelegd in een maatwerkvoorschrift op basis van het Besluit lozen buiten inrichtingen of Activiteitenbesluit. De doorlooptijd (proceduretijd) hiervoor is 8 weken.
2.3Wet collectieve warmtevoorziening (Wcw)
De huidige Warmtewet, daterend uit 2013, is momenteel nog leidend voor de regulatie van warmte aan verbruikers via een warmtenet. Deze wet beschermt consumenten die aangesloten zijn op een warmtenet niet tegen de monopolypositie van de warmteleveranciers.
Momenteel liggen er plannen voor een nieuwe Warmtewet, officieel de Wet collectieve warmtevoorziening en officieus de Warmtewet 2.0 genoemd. De Wet collectieve warmtevoorziening wordt begin 2023 aan de Tweede Kamer voorgebracht en moet de ontwikkeling van duurzame warmtesystemen gaan voorzien in een juridisch kader met daarin vier specifieke doelen:
1) De groei van collectieve warmtesystemen
2) Meer transparantie in de tariefstelling
3) Vereisten voor de leveringszekerheid voor warmte aanscherpen
4) Het zekerstellen van verduurzaming
De nieuwe Warmtewet zou consumenten beter moeten beschermen tegen overmatig hoge energietarieven. De prijs zal losgekoppeld worden van de olie- en gasprijs en er zal een maximum tarief gaan gelden. Dit energietarief wordt door de Autoriteit Consument & Markt (ACM) vastgesteld en zal onder andere gebaseerd worden op de effectieve kosten die warmtebedrijven moeten maken in de uitvoering van hun taak, inclusief een redelijk rendement. Hierdoor wordt ook de leveringszekerheid van het systeem gewaarborgd. Het ACM krijgt tevens bevoegdheden om de rendementen van de energieleveranciers te onderzoeken en te corrigeren, indien het behaalde rendement hoger is dan door het ACM als redelijk is vastgesteld. Het is nog niet duidelijk welke tarieven gaan gelden, maar indien de doelstellingen worden behaald, zullen huishoudens niet onredelijke tarieven hoeven te betalen. Overigens geldt ook nu al dat niet alle warmtebedrijven die aangesloten zijn bij de ACM ook daadwerkelijk hun prijzen laten meestijgen met de stijging van de gasprijzen.
Voorlopig lijken, naast de prijsafspraken, de volgende veranderingen te worden doorgevoerd ten opzichte van de huidige Warmtewet, waarbij onder een publieke partij een gemeentelijk warmtebedrijf, een warmtebedrijf voor meerdere gemeenten of een volledig zelfstandig opererend warmtebedrijf (bijv. Eindhoven) wordt verstaan:
1) Publiek eigendom tenzij: commerciële warmtebedrijven mogen geen infrastructuur meer bezitten, behalve als de infrastructuur dient voor minder dan 1500 aansluitingen. Daarmee wordt concurrentie tussen de bedrijven vergemakkelijkt.
2) Een rechtspersoon voor zowel het netbeheer als de warmtelevering: hiermee wordt voorkomen dat bij wanprestaties de netbeheerder en warmteleverancier elkaar tot zondebok aanwijzen. De twee vormen één rechtspersoon.
3) Private partijen kunnen na inwerkingtreding alleen A) deelnemen aan een joint venture samen met een publieke partij, B) als dienstverlener optreden voor een publiek warmtebedrijf, waarbij het publieke bedrijf eindverantwoordelijk blijft, C) als warmteproducent optreden, waarbij een publieke partij de warmte afneemt en levert richting eindgebruiker of D) kleine warmtenetten volledig exploiteren (<1500 aansluitingen). Er is dus altijd een publieke partij vertegenwoordigd, behalve bij kleine warmtenetten.
2.4Inleiding bodemenergieplannen en interferentiegebieden
Wanneer toekomstbestendige inzet van bodemenergie in het gedrang komt, kan het raadzaam zijn gebiedsspecifieke maatregelen te treffen door een gebied als interferentiegebied aan te wijzen en eventueel een bodemenergieplan op te stellen. Interferentiegebieden zijn gebieden waar extra richtlijnen juridisch verankerd zijn met betrekking tot het ontwerp en uitvoering van bodemenergiesystemen. Deze richtlijnen hebben met name tot doel de bodem efficiënt te benutten door interferentie te voorkomen/beperken bij grootschalige inzet van bodemenergie. Doordat rekening gehouden wordt met toekomstige systemen, draagt een interferentiegebied bij aan een “eerlijke” verdeling van de ondergrond over (toekomstige) partijen. Het beperken van risico’s is een andere reden waarom een interferentiegebied kan worden ingezet. Individuele vergunningaanvragen kunnen namelijk niet worden gebruikt om te sturen op toekomstige cumulatieve effecten van een cluster bodemenergiesystemen. Dit kan wel middels een interferentiegebied, waardoor het cumulatieve hydrologische invloedsgebied en de verticale effecten worden gelimiteerd.
Zoals eerder opgebracht worden, met name in binnenstedelijk gebied, de kavels bij nieuwe ontwikkelingen vrijwel volledig volgebouwd. Dat betekent dat partijen, in geval de keuze op open bodemenergie valt, moeten uitwijken naar gemeentegrond. De gemeente kan in een bodemenergieplan aanvullende regels opstellen voor het verlenen van toestemming. Hierbij kan bijvoorbeeld op collectiviteit worden gestuurd, hetgeen resulteert in minder bronnen op gemeentegrond, een efficiëntere bodembenutting en de mogelijkheid voor een collectieve externe warmtebron zoals aquathermie.
3Geohydrologie
3.1Bodemopbouw
Voor een goede werking van een bodemenergiesysteem is de bodemopbouw van belang. Voor open bodemenergiesystemen zijn voldoende zandlagen benodigd waaruit grondwater onttrokken kan worden. Onder grondwater wordt al het water verstaan dat zich in de ondergrond bevindt. Meestal is dit water via neerslag of uit rivieren en meren geïnfiltreerd in de bodem. Het water is opgeslagen in watervoerende pakketten. Met watervoerend wordt bedoeld dat de laag water bevat en dat het water (enigszins) kan stromen. In Nederland worden de watervoerende pakketten gevormd door zandlagen die vaak zijn afgezet door rivieren en de zee. Doordat zandlagen poreus zijn, kan hier veel water in opgeslagen zijn.
In Nederland worden zandlagen vaak afgewisseld met kleilagen. Klei laat nauwelijks water door en vormt daarom een scheidende laag. Op deze manier zijn er in de ondergrond verschillende van elkaar afgesloten watervoerende pakketten gevormd. In de ondergrond in de Haarlemmermeer kunnen globaal 3 watervoerende pakketten worden aangewezen. Ter hoogte van het Pionier-Bolsterrein valt er echter geen onderscheid te maken tussen de eerste twee watervoerende pakketten, omdat er geen scheidende laag tussen de pakketten aanwezig is. Derhalve spreken we in het vervolg van dit document over WVP1/2 (tabel 3.1; figuur 3.1).
Een open bodemenergiesysteem moet dus in een watervoerend pakket worden aangelegd. Een gesloten bodemenergiesysteem kan zowel in klei- als in zandlagen worden aangelegd, maar het is van belang om te weten welk aandeel van de bodemopbouw uit klei bestaat, omdat klei een minder goede warmtegeleider is dan zand.
Op basis van de volgende gegevens is de bodemopbouw op de locatie bepaald:
-Het geohydrologisch bodemprofiel uit het Regionaal Geohydrologisch Informatiesysteem (REGIS)
-Boorbeschrijvingen van TNO-DINOloket
Tabel 3.1 Geohydrologische schematisering
Diepte t.o.v.N.A.P. [in m]
mv: 4,4 m -N.A.P.
Samenstelling
Geohydrologische eenheid
Doorlaatvermogen/ weerstand
-4,4
Tot
-8 à -10
Fijn zanden klei
Deklaag
50– 200d
-8 à -10
Tot
-58 à 60
Zand, matig fijn tot zeer grof afgewisseld met klei-en veenlagen
Watervoerend pakket1/2
500– 1.200 m²/d
-58 à 60
Tot
-70 à -71
klei
Slecht doorlatende laag 1
250d
-70 à -71
Tot
-165 à -170
Zand, matigfijn tot uiterst grof
Watervoerend pakket3b
2.000 – 5.000 m²/d
Vanaf ca. 170
Klei
Geohydrologische basis
250d
Figuur 3.1 Hydrogeologisch W-O profiel
De opbouw van de ondergrond in de bovenste 50 à 90 meter varieert sterk in de gemeente Haarlemmermeer. In overeenkomst met de conventie zoals door de provincie Noord-Holland gehanteerd, onderscheiden we drie watervoerende pakketten waardoor we tot de volgende schematische opbouw komen:
-De Holocene deklaag, vernoemd naar het tijdperk waarin het is afgezet, is ter hoogte van het Pionier-Bolsterrein ca. 7 à 8 meter dik. Deze laag omvat zowel zandige, kleiige als venige eenheden en heeft daardoor een sterk wisselende doorlatendheid. De weerstand van deze laag tegen grondwaterstroming is van groot belang voor het tegengaan van zoute kwel.
-WVP1 en WVP2 (tussen ca. 13 en 60 meter - N.A.P.) bestaan uit tal van zandige eenheden, onderbroken door verspreid voorkomende scheidende lagen. Het onderscheid tussen de twee watervoerende pakketten is in een zeer groot deel van de Haarlemmermeer niet te maken door het ontbreken van een eenduidige scheidende laag. Dit is ook het geval bij het Pionier- Bolsterrein. Om deze reden spreken we in het vervolg van dit rapport over WVP1/2. Het feit dat WVP1/2 meerdere geologische formaties omvat, brengt enkele risico’s met zich mee. De afwisselende geologie kan er namelijk voor zorgen dat het grondwater in deze pakketten van variërende kwaliteit is, hetgeen een verhoogde kans op bronverstoppingen geeft. Zo zijn sommige formaties kalkhoudend of bevatten ze plantenresten, terwijl andere juist kalkloos zijn of geen plantenresten bevatten.
Verder is een deel van de in WVP1/2 voorkomende formaties gekenmerkt door bijmenging van silt (kleinere korrels dan zand, maar groter dan klei), hetgeen ook bronverstopping in de hand kan werken. Naast de hierboven beschreven risico’s met betrekking tot bronverstopping, kan het relatief veelvuldig voorkomen van kleilagen in WVP1/2 ervoor zorgen dat er in deze watervoerende pakketten geen lange filtertrajecten kunnen worden geplaatst. Hierdoor worden grote onttrekkingen uit en infiltraties in deze pakketten bemoeilijkt. Tevens zal grootschalige toepassing in deze pakketten leiden tot ongewenste risico’s aan de oppervlakte. In veel gevallen zullen grote open systemen in dit pakket niet vergund worden.
-De Waalre klei (SDL1, tussen ca. 60 en 70 m – N.A.P.) Deze laag kan belangrijk zijn ter voorkoming van het mengen van grondwater van verschillende kwaliteiten tussen WVP1/2 en WVP3. Daarbij is de omvang van effecten in verticale richting sterk afhankelijk van de dikte van deze scheidende laag. Ter hoogte van het Pionier-Bolsterrein en in het omliggende gebied is de dikte voldoende om significante hydrologische effecten in WVP1/2 te voorkomen.
-WVP3 (tussen ca. 70 en 175 m – N.A.P.), te weten de Formatie van Peize-Waalre. Deze formatie is voor het grootste deel zandig. De kans op bronverstoppingen is in WVP3 lager dan in WVP1/2 door de homogenere grondwatersamenstelling en de mindere mate van fijne bijmenging in het sediment. Dit pakket is zeer geschikt voor de grootschalige toepassing van open bodemenergiesystemen.
De hydrogeologische basis wordt gevormd door de Formatie van Maassluis. Deze formatie wordt over het algemeen gekenmerkt door een hogere weerstand vanwege het voorkomen van kleipakketten en een grotere bijmenging van silt in de zandige pakketten. Vanwege de sterk contrasterende samenstelling van dit pakket ten opzichte van de Formatie van Peize- Waalre, is het mengen van grondwater uit WVP3 en de geohydrologische basis af te raden en wordt dit waarschijnlijk ook niet vergund.
3.2Grondwaterstand, stijghoogte en grondwaterstroming
Op basis van de gegevens van TNO-DINOloket en de Grondwaterkaart van Nederland zijn de grondwaterstand, stijghoogte en grondwaterstroming in de verschillende pakketten onderzocht. In tabellen 3.2 en 3.3 worden deze gegevens opgesomd. Bij de aanleg van bodemenergiesystemen in WVP3 dient rekening gehouden te worden met spanningswater, ook wel artesisch water genoemd. De stijghoogte kan afhankelijk van de locatie en het seizoen extra beïnvloeding ondervinden van reeds aangelegde bodemenergiesystemen.
Tabel 3.2 Gegevens natuurlijke grondwaterstanden en stijghoogten
Gemiddelde grondwaterstand/stijghoogte
Fluctuatie
Bron
Freatisch
5,2 m -N.A.P.
0,8 m - mv
± 0,5 m
Grondwatertools, peilbuisB25C0291
WVP1/2
4,8 m -N.A.P.
0,1 m – mv
± 0,4 m
Grondwatertools, peilbuisB25C0371
WVP3
5,0 m -N.A.P.
0,6 m +mv
± 0,3 m
Grondwatertools, peilbuisB25C0341
Tabel 3.3 Gegevens grondwaterstroming en stromingsrichting
Grondwaterstroming
Stromingsrichting
WVP1/2
<7 m/jaar
O
WVP3
5- 10 m/jaar
O à OZO
3.3Grondwaterkwaliteit
Grootschalige inzet van bodemenergiesystemen leidt tot menging van het grondwater in het desbetreffende watervoerende pakket. Menging van verschillende waterkwaliteiten kan leiden tot chemische reacties, welke kunnen leiden tot putverstopping. Wanneer water van dezelfde kwaliteit vermengd wordt, zijn de risico’s beperkt. De keuze voor het derde watervoerende pakket voor het plaatsen van de bronnen is deels gebaseerd op het feit dat water in dit pakket homogeen zout en ijzerhoudend is (tabel 3.4). Deze samenstelling biedt goede omstandigheden om van dit pakket gebruik te maken voor de inzet van bodemenergiesystemen.
Vermenging met watervoerende pakketten 1 en 2 kan leiden tot putverstopping, onder andere door sulfaatreductie. Door water met verschillende redoxtoestanden met elkaar te mengen kan sulfaat (SO42-) omgezet wordt in waterstofsulfide (H2S), wat vervolgens neerslaat in de vorm van ijzersulfide (FeS). Er zullen geen risico’s met betrekking tot de grondkwaliteit optreden bij grootschalig gebruik van bodemenergie in watervoerend pakket 3. Daarnaast is het gehele derde watervoerende pakket zout. Er is dus geen risico op vermenging van zout met zoet of brak grondwater, hetgeen wettelijk niet toegestaan is.
Tabel 3.4 Grondwaterkwaliteitparameters
Parameter
Waarde
Zoet/brakgrens (chloridegehalte 150 mg/l)
40– 55 m –N.A.P.
Brak/zoutgrens (chloridegehalte 1000 mg/l)
60– 80 m –N.A.P.
Redoxgrens
Deklaag
Chloridegehalte WVP3
Ca. 5.000à 6.000 mg/l
Ijzerconcentratie WVP3
Ca. 5 à 10 mg/l
4Geohydrologische risico’s en geschiktheid bodem
4.1Meest geschikte bodemlagen voor open bodemenergiesystemen
Voor de aanleg van een open BES moet een keuze gemaakt worden uit de beschikbare watervoerende pakketten. De juridische en technische haalbaarheid van de watervoerende pakketten spelen hierbij een rol. Vanuit tabel 3.1 is onderscheid gemaakt in 3 verschillende pakketten.
Watervoerend pakket 1/2 van globaal 8 à 10 m tot 55 à 60 m –N.A.P.
Het watervoerende pakket 1/2 bestaat uit matig fijn tot zeer grof zand. Het pakket bestaat uit meerdere formaties, met verschillende afzettingsmilieus. Hierdoor kan de grondwaterkwaliteit per laag verschillen. Het mengen van verschillende waterkwaliteiten kan tot verstoppingen leiden, waardoor WVP 2 minder geschikt is om de bronnen in te plaatsen.
Watervoerend pakket 3 van globaal 68 à 70 m tot 160 à 170 m–N.A.P.
Bodem
Watervoerend pakket 3 bestaat uit matig grof tot uiterst grof zand. In het pakket worden weinig kleilagen verwacht. Het pakket is relatief dik, wat gunstig is voor de realisatie van open bodemenergiesystemen met een hoger debiet. Tevens bestaat WVP3 uit een formatie, namelijk Formatie van Peize en Waalre, waardoor de kans op het verstoppen van de bron wordt verkleind.
Waterstroming en kwaliteit
De grondwaterstroming in dit pakket is richting het oosten tot oostzuidoosten. De grondwaterstroomsnelheid is 5 tot 10 m per jaar. Deze lage tot middelmatige grondwaterstroming zal ervoor zorgen dat de bellen niet al teveel afdrijven, hetgeen gunstig is voor het rendement van een open bodemenergiesysteem.
De grens tussen zoet/brak grondwater ligt in de deklaag en de grens tussen brak/zout grondwater ligt onderin WVP1. Door de afstand tussen de grens en een mogelijke filterstelling in WVP3 zal er geen zoet of brak grondwater aangetrokken worden.
Concluderend is WVP3 het meest geschikt voor het plaatsen van open bodemenergiesystemen op de projectlocatie.
4.2Geschiktheid van de bodem voor gesloten bodemenergiesystemen
Watervoerend pakket 1/ 2 van globaal 8 à 10 m tot 55 à 60 m –N.A.P.
WVP1/2 bestaat voornamelijk zeer fijn tot matig grof zand. Echter, dit pakket bevat ook gestuwde afzettingen, waarin vanaf ca. 25 m -mv lokaal verschillende kleilagen aanwezig kunnen zijn. Vanaf ca. 41 m -mv is het zand voornamelijk grof tot middel grof, met weinig klei.
Scheidende laag 1 van globaal 63 à 65 m tot -68 à -70 m – N.A.P.
Deze kleilaag is ca. 5 - 7 m dik en onderdeel behoort tot de Formatie van Waalre.
Watervoerend pakket 3 van globaal -68 à -70 tot 160 à 170 m–N.A.P.
Dit pakket bestaat voornamelijk uit grof tot uiterst grof zand. In het pakket worden weinig kleilagen verwacht.
De watervoerende pakketten zijn geschikt voor de aanleg van GBES. Over het algemeen bestaan de pakketten uit zand. De scheidende laag op ca. 63 m -mv en de enkele kleilagen in WVP1/2 zorgen voor een iets lagere warmtegeleiding, maar over het algemeen zal dit weinig effect hebben op het gehele systeem.
Grondwaterstroming
De lage grondwaterstroming in de watervoerende pakketten kan uiteindelijk leiden tot een koudeoverschot doordat er bij GBES meer koude teruggebracht wordt in de bodem. Er zal voldoende afstand tussen individuele GBES lussen gehouden moeten worden om deze gevolgen te beperken.
4.3Risicoanalyse
De aanleg van BES in de Haarlemmermeer brengt verschillende risico’s met zich mee. De verschillende mogelijke risico’s voor de aanleg van verschillende open en gesloten bodemenergiesystemen op de projectlocatie Pionier-Bolsterrein worden hieronder nader beschreven en toegelicht. Aangezien WVP3 het meest geschikte pakket is voor de realisatie van open bodemenergiesystemen, zijn de aan OBES gelieerde risico’s gebaseerd op WVP3. Gesloten systemen worden door alle tussenliggende lagen heen aangelegd. In tabel 4.1 worden de bevindingen samengevat.
Tabel 4.1 Samenvatting van de mogelijke risico’s voor de aanleg van bodemenergiesystemen op de projectlocatie
4.3.1Risico op het vermengen van zoet, brak en zout grondwater
Het mengen van zoet, brak en zout grondwater is onwenselijk, omdat het een netto verplaatsing van zout naar ondiepere lagen tot gevolg heeft. Dit is dan ook niet toegestaan vanuit de provincie Noord-Holland (het bevoegd gezag). Tevens zal vermenging leiden tot een afname in de zoetwatervoorraad, hetgeen gevolgen heeft voor de landbouw en natuur. Voor de Waterwet ligt de grens tussen zoet en brak water op een chloridegehalte van 150 mg/l en de grens tussen brak en zout water op 1000 mg/l. Gesloten bodemenergiesystemen kunnen geen vermenging van grondwater tot gevolg hebben indien deze goed zijn afgedicht. Open bodemenergiesystemen verpompen grondwater en kunnen daarom een menging van grondwater met verschillende zoutgehalten tot gevolg hebben.
In Nieuw-Vennep ligt de brak/zout grens naar schatting op circa - 58 m t.o.v. N.A.P. en de top van de Waalre klei bevindt zich op ca. - 68 m t.o.v. N.A.P. In verband met de geringe hoeveelheid data is er een onzekerheid in de schatting van de ligging van de brak/zout grens. Het is daarom van belang om bij de aanleg van OBES metingen te doen van het chloridegehalte onderin WVP1/2 en boven in WVP3.
4.3.2Risico op het ontstaan van wellen
Artesisch water en het ontstaan van wellen
Artesisch water is grondwater in een watervoerend pakket dat onder druk staat. Door deze overdruk zijn er extra risico’s op het ontstaan van wellen bij de aanleg en tijdens de levensduur van bodemenergiesystemen.
Het ontstaan van wellen door hydrologische effecten van OBES
Wellen kunnen ontstaan doordat infiltrerende OBES de druk in het pakket dusdanig verhogen dat de van nature aanwezige kleilagen ‘barsten’. De kans hierop wordt voor het Pionier-Bolsterrein klein geacht, met name doordat de dikke kleilaag tussen WVP3 en WVP1/2 (5 à 7 meter) de schommelingen nabij maaiveld sterk dempt.
Het ontstaan van wellen tijdens het boorproces
Ten tweede kunnen wellen ontstaan tijdens de aanleg van zowel open als gesloten bodemenergiesystemen ten gevolge van artesisch water. In het 3e watervoerende pakket is de kans op artesisch water hoog, maar is de overdruk niet extreem (tabel 3.2). In WVP1/2 is de kans op artesisch water laag tot gemiddeld (tabel 3.2). In de risicoanalyse dient verder rekening gehouden te worden met bestaande OBES of andere infiltrerende systemen nabij het project. Bij infiltratie wordt de stijghoogte (druk) in het 3e watervoerende pakket ter hoogte van de bron namelijk met ongeveer 1 à 2 m verhoogd.
Om het risico op wellen ten gevolge van artesisch water te verkleinen kunnen tijdens de aanleg van het systeem verschillende maatregelen genomen worden: boren met voldoende overdruk (verhoogd opstellen/ boorspoeling gebruiken), boren met een casing en deze in het boorgat achterlaten en het boorgat op de juiste manier afdichten. Een boorbedrijf is volgens de BRL 11000 verplicht in een vooronderzoek uit te zoeken of er een risico is op artesisch water en, indien dit het geval is, de juiste maatregelen te nemen. In een bodemenergieplan kunnen eventueel aanvullende eisen worden gesteld om de kans op het ontstaan van een artesische wel verder te verkleinen. Het meest voor de hand liggend is om verplicht te stellen om de boorwagen verhoogd op te stellen (beperkt het risico tijdens de aanleg) en om een casing achter te laten in het boorgat (beperkt het risico zowel tijdens de aanleg als tijdens de levensduur van het systeem). Veel boringen voor GBES worden tegenwoordig met grout (een soort cement) opgevuld. Desondanks blijft een casing voordeel bieden, omdat een wel ook kan ontstaan langs het contactoppervlak tussen grout en de bodem.
Bij GBES is het aantal doorboringen van de scheidende lagen een aandachtspunt. Bij een diepterestrictie tot de basis van WVP1/2 (60 m – mv) wordt het risico enerzijds beperkt: de artesische druk is het hoogst in WVP3 en de scheidende laag tussen WVP1/2 en WVP3 wordt in dit scenario niet doorboord. Anderzijds is het aantal doorboringen van de deklaag wel significant hoger, er zijn namelijk circa 3700 boringen nodig, versus circa 1100 indien geen diepterestrictie wordt toegepast (H 6.4 van het hoofddocument).
4.3.3Risico op bronverstoppingen
Bronverstopping heeft betrekking op open bodemenergiesystemen. Dit proces kan de rendabiliteit van een open bodemenergiesysteem sterk verminderen en leidt in een deel van de gevallen tot een onbruikbaar systeem. Bronverstopping komt vaak voort uit (bio)chemische reacties die optreden bij vermenging van grondwater van verschillende kwaliteiten, hetgeen kan leiden tot het neerslaan van verschillende stoffen welke direct in de bron kunnen komen en deze daardoor kan verstoppen. Een andere oorzaak, bekend als mechanische verstopping, is het aantrekken en infiltreren van kleine gronddeeltjes (silt) tijdens onttrekking. Een juist ontwerp en aanleg in combinatie met jaarlijks onderhoud van de bronnen waarbij deze worden schoongespoeld, voorkomen gedeeltelijk verstopping door silt.
Het risico op bronverstopping van OBES is met name een aandachtspunt voor de investeerders, ontwerp- en boorpartijen. In dit rapport wordt alleen het 3e watervoerende pakket aangewezen voor OBES. In dit pakket is het risico op bronverstopping gering.
4.3.4Grondwaterstroming
Een hoge grondwaterstroomsnelheid kan tot gevolg hebben dat de in de bodem opgeslagen koude en warme bel van een bodemenergiesysteem afdrijven. Dit kan voornamelijk bij OBES het rendement verminderen. Bij GBES is het afhankelijk van de balans in hoeverre de stroming gunstig is. Indien de gesloten systemen voornamelijk gebruikt worden om te verwarmen zal de bodem afkoelen.
Grondwaterstroming zorgt ervoor dat de bodem minder lage temperaturen bereikt en dat is gunstig voor het rendement. Indien de GBES wel in balans zijn, geldt hetzelfde als voor OBES en zal de stroming resulteren in een afname in rendement. Stroming vergroot tevens de kans op interferentie met stroomafwaarts gelegen systemen of met de tegengestelde bron.
Stroomsnelheden kleiner dan 20 meter per jaar (m/a) zijn over het algemeen niet problematisch met betrekking tot het verlies in rendement. Stroomsnelheden tussen de 20 en 40 meter per jaar veroorzaken een significante verplaatsing van koude en warme bellen. De negatieve effecten hiervan kunnen worden verminderd door systemen in een strokenpatroon te plaatsen, waardoor warme bellen alleen met warme bellen interfereren en koude bellen alleen met koude bellen. Bij stroomsnelheden groter dan circa 40 m/a wordt het moeilijker om een systeem rendabel te laten draaien.
De stroomsnelheden op de projectlocatie zijn in beide watervoerende pakketten minder dan 10 m/jaar, hetgeen geen belemmering vormt voor OBES. De lage grondwaterstroomsnelheid in met name WVP1/2 kan wel resulteren in een koudeoverschot bij grootschalige inzet van GBES. Hier moet rekening mee gehouden worden in het ontwerp door voldoende afstand tussen de verschillende systemen te houden.
4.3.5Risico’s met betrekking tot nieuwe verontreinigingen of het verspreiden van bestaande verontreinigingen
Het rondpompen van grondwater door een OBES kan tot gevolg hebben dat verontreinigingen versneld verspreid worden. De grondwaterverontreinigingen in Nieuw-Vennep zijn opgevraagd bij de gemeente. De verontreinigingen op de projectlocatie bevinden zich allemaal in de deklaag. De kans dat deze verontreinigingen aangetrokken en verspreid worden door OBES op de projectlocatie is dus nihil. Echter, er de verontreiniging kan tijdens de aanleg van zowel open als gesloten systemen door het boorproces ook (in mindere mate) verspreiden. Dit wordt ideaal gezien voorkomen door elders te boren en anders door verbuisd te boren.
Bij gesloten bodemenergiesystemen is het gebruik van glycol toegestaan om bevriezing van het systeem te voorkomen. In de praktijk wordt glycol in ongeveer de helft van de lussen toegepast. De kans dat een lekkage optreedt wordt ingeschat op 1 op 1400 lussen of minder. Daarnaast is een lekkage van glycol vanuit een GBES niet ernstig van aard: glycol breekt snel af in de bodem, heeft een lage mobiliteit (en verspreidt zich dus niet ver vanaf de lus) en het lek wordt vanwege drukafname snel gedetecteerd waarna de lus kan worden leeggepompt en uit gebruik worden genomen.
Diepe VOCl-verontreiniging Nieuw-Vennep
VOCl staat voor vluchtige gechloreerde organische koolwaterstoffen. Dit zijn verontreinigingen die mobiel zijn in grondwater. De verschillende VOCl-componenten worden via een reactieketen gevormd vanuit het oorspronkelijke product. Een deel van de stoffen heeft een hogere dichtheid dan grondwater en een deel juist een lagere. Het gedrag van VOCl is hierdoor grillig. Daarnaast is er een groot risico dat het VOCl naar diepere lagen afzakt indien er geen goede scheidende lagen aanwezig zijn. Dit kan zelfs gebeuren bij de kweldruk zoals deze in de Haarlemmermeer aanwezig is. Dit soort verontreinigingen kunnen problematisch zijn voor de inzet van bodemenergie, aangezien het rondpompen van grondwater door open bodemenergiesystemen de verspreiding van deze verontreinigingen kan versnellen.
Ter hoogte van de Staringstraat 39 is een verontreiniging met VOCl en PAK’s bekend. Deze is volgens de gegevens echter in de deklaag gelegen, waardoor deze niet beïnvloed zal worden door hydrologische effecten van OBES. Er is echter ook een VOCl-verontreiniging aanwezig tussen winkelcentrum De Symfonie en de agrarische machinefabriek “Kverneland” die op basis van de huidige gegevens van de ODNZKG tot net in WVP1/2 reikt. VOCl is een mobiele grondwaterverontreiniging.
Boringen laten zien dat de scheidende laag tussen WVP1/2 en WVP3 over een groot gebied rondom de projectlocatie en de verontreiniging continu aanwezig is. Er wordt dus niet verwacht dat de verontreiniging in de toekomst uitzakt tot in het 3e watervoerende pakket. Daarnaast stroomt de verontreiniging met de oostelijke tot oostzuidoostelijke grondwaterstroming weg van de projectlocatie. De verontreiniging zal de projectlocatie dus in de toekomst niet dichter naderen dan de huidige afstand van ca. 1 km.
Op basis van het bovenstaande is er bij boringen voor GBES geen risico omtrent verplaatsing van de VOCl-verontreiniging: GBES hebben geen hydrologische effecten en doorboringen van de kleilaag op 1 km afstand tot de verontreiniging zijn niet risicovol.
Voor OBES ligt dit genuanceerder. Gezien het benodigde vermogen voor het gebied zal het hydrologische effect in WVP1/2, zelfs bij een hydrologisch gezien inefficiënte indeling, zeer klein zijn. Wel is het de ervaring dat het bevoegd gezag ook aan zeer kleine effecten op VOCl-verontreinigingen zwaar tilt. De effecten zullen in vergunningsprocedures voor de OBES inzichtelijk moeten worden gemaakt. Het belangrijkste punt van overweging is echter de toekomstige situatie: tussen de projectlocatie en de VOCl-verontreiniging bevinden zich ook grote bedrijfspanden of oude woonwijken die in de toekomst wellicht zullen herontwikkeld. Om hier de inzet van open bodemenergiesystemen mogelijk te maken is het voordelig indien het Pionier-Bolsterrein met zo klein mogelijke hydrologische effecten wordt ontwikkeld. Dit kan worden behaald door een dambordpatroon verplicht te stellen in een bodemenergieplan.
4.3.6Risico op vergroting van het probleem van zoute kwel
Kwel is het omhoog stromen van grondwater naar maaiveld of naar sloten of tussen watervoerende pakketten. Met name zoute en brakke kwel zijn een probleem in de Haarlemmermeerpolder door de negatieve effecten op natuur en akkerbouw. Kwel is een proces waarbij grondwater door druk (positieve stijghoogte van WVP1/2 ten opzichte van de stijghoogte van het freatische pakket) via zandige lagen in de deklaag naar het oppervlak stroomt. De hoeveelheid kwel is afhankelijk van het verschil in stijghoogte tussen WVP1/2 en het freatisch pakket en de weerstand van de deklaag. De hoeveelheid kwel is hoog wanneer de deklaag voornamelijk uit zand bestaat, hetgeen met name voorkomt op plekken waar rivieren in het verleden de klei- en veenpakketten hebben doorsneden.
Gesloten bodemenergiesystemen (GBES) hebben geen invloed op kwel, omdat er geen water in en uit de bodemlagen wordt gepompt. Daardoor wordt de kwelstroom niet beïnvloed.
Open bodemenergiesystemen (OBES) hebben wel invloed op kwel. Hoewel de gevolgen van een toename in zoute kwel ernstig zijn in de gemeente Haarlemmermeer is het risico op een toename van het huidige probleem als gevolg van de inzet van OBES gering. Vanwege de relatief dikke scheidende laag, van ca. 5 – 7 m dik (SLD1), tussen de OBES en maaiveld, is er nabij maaiveld slechts een gering hydrologisch effect dat ook nog eens halfjaarlijks omkeert.
5Omgevingsbelangen
5.1Overige bodemenergiesystemen en onttrekkingen
Overige bodemenergiesystemen kunnen negatieve interferentie hebben met beoogde bodemenergiesystemen op de projectlocatie en vice versa. Binnen een straal van circa 2 km van de projectlocatie staan meerdere open en gesloten bodemenergiesystemen geregistreerd. De betreffende open en gesloten bodemenergiesystemen worden vermeld in tabel 5.1 en 5.2 en weergegeven in figuur 5.1. Daarnaast zal naar verwachting binnenkort een vergunning worden aangevraagd voor een doubletsysteem voor het Bolsterrein. Met het systeem van het Bolsterrein, het systeem van het zwembad en de lussen van het Westerdreefkwartier zal rekening moeten worden gehouden bij de plaatsing van systemen in de overige blokken.
Tabel 5.1 Gegevens open bodemenergiesystemen
X
Y
Naam
Debiet [m³/h]
Waterhoeveelheid [m³/j]
WVP
Afstand [m]
103.388
476.660
BES Zwembad De Estafette Helsinkilaan 1 Nieuw-Vennep (Monobron)
20
90.000
2/3
30
Tabel 5.2 Gegevens gesloten bodemenergiesystemen
X
Y
Naam
Energie- rendement [SPF]
Warmte- vraag [MWh]
Koude- vraag [MWh]
Bodemzijdig vermogen [kW]
Eind- diepte [m]
Afstand
[m]
103.101
476.002
Westerdreefkwartier (69 systemen)
5
5-24
3-11
4-15
150-223
Tegen projectloc atie aan
103.655
476.616
Athenelaan (23 systemen)
3-5
8-223
1-51
3-58
120-190
ca.130
103.481
476.776
Montreallaan (21 systemen)
3-4
8-14
2-3
3-6
120-190
ca.150
102.540
475.737
Zichtweg 39A
5
27
4
11
173
ca.500
104.035
476.324
Sapporodreef (4 systemen)
4-5
10-22
2-5
5-12
95-145
ca.500
Figuur 5.1 Omliggende bodemenergiesystemen binnen 2 km van de projectlocatie
5.2Overige omgevingsbelangen
Op basis van de provinciale kaarten en informatie opgevraagd bij de gemeente en omgevingsdienst blijkt dat er enkele gebieden met richtlijnen binnen een straal van 2 km van de projectlocatie aanwezig zijn (tabel 5.3). Hierbij zijn de onderstaande gebieden inbegrepen. Onder de tabel zijn tevens figuren opgenomen die de gebieden met richtlijnen laten zien.
Tabel 5.3 Gebieden met richtlijnen
Figuur 5.2 Keur van het waterschap
Figuur 5.3 Interferentiegebied
Figuur 5.4 Zettingsgevoelige objecten
6Combinatie open en gesloten systemen
De combinatie van open en gesloten bodemenergiesystemen kan enkele problemen met zich meebrengen:
•Gesloten bodemenergie werkt veelal in onbalans (koudeoverschot). Indien een GBES in of nabij de warme bel van een OBES wordt aangelegd, zal deze warmte onttrekken uit de warme bel van het open systeem en het rendement hiervan verminderen. Deze rendementsvermindering is bij een enkele GBES over het algemeen niet bezwaarlijk, maar kan wel significant zijn wanneer meerdere GBES in de warme bel worden aangelegd.
•De plaatsing van een gesloten bodemenergiesysteem in een koude bel van een OBES heeft over het algemeen een negatief effect op het rendement van het gesloten bodemenergiesysteem. De grondwatertemperatuur in een koude bel ligt namelijk lager dan de achtergrondtemperatuur van de bodem. De door het OBES opgewekte stroming vermindert dit negatieve effect enigszins en kan voorkomen dat de bodem rond de bodemlus van de GBES bevriest. Desalniettemin zullen de bodemlussen van een GBES over het algemeen moeten worden verlengd.
•Een combinatie van open en gesloten systemen leidt veelal tot een beperking van de capaciteit in de bodem, aangezien de interferentie tussen GBES en OBES veelal bepalend is voor de plaatsing van bronnen om negatieve interferentie te voorkomen.
•Daarnaast kan de combinatie van OBES en GBES problemen opleveren in de vergunningprocedure: in gebieden waar gesloten bodemenergiesystemen reeds vergund zijn, wordt het moeilijk om OBES te plaatsen. In het ontwerp van de GBES is namelijk geen rekening gehouden met een significante verandering van de achtergrondtemperatuur in de bodem. Met name bij GBES onder de <70 kW waarvoor slechts een melding nodig is, wordt hiermee geen rekening gehouden. Ook voorkomt een interferentieberekening dit niet aangezien deze numeriek worden berekend zonder grondwaterstromingsbeïnvloeding. Dit kan onder andere worden opgelost door de systemen vergunningsplichtig te maken door middel van een interferentiegebied. GBES kunnen over het algemeen nog wel worden geplaatst wanneer OBES reeds vergund zijn, omdat de invloed van een GBES op een OBES over het algemeen gering is. Grootschalige inzet van GBES komt echter wel in het gedrang.
Bijlage 2