Het Collectief Hybride concept begon als een idee zonder bestaande blauwdruk of kant-en-klare oplossing. Inmiddels hebben we een schaalbaar model ontwikkeld dat direct toepasbaar is voor portiekflats. Dit is het verhaal over hoe we tot deze robuuste en breed inzetbare oplossing zijn gekomen. Inclusief de uitdagingen die we onderweg tegenkwamen.
In eerdere artikelen schreven we over wat het Collectief Hybride concept inhoudt en waarom het een antwoord biedt op energiearmoede in portiekflats, en hoe het bijdraagt aan een netcongestie-vriendelijke energietransitie. Dit artikel gaat een laag dieper. Hoe is het concept tot stand gekomen? Wat werkte en wat werkte niet? En wat heeft twee jaar meten ons geleerd?
Het begon met een eenvoudige vraag van een Rotterdamse woningcorporatie in 2021: hoe verduurzamen we portiekflats, zonder het gebouw ingrijpend te verbouwen? Met een beperkt budget en zonder veel impact voor de bewoners. Voor deze vraag bestond geen pasklaar antwoord. Individuele warmtepompen per woning werkten niet, want er was te weinig ruimte, er zouden te veel buitenunits moeten komen en de kosten zouden te hoog oplopen. Blokverwarming met een grote collectieve ketel en warmtepomp bestond al, maar was niet schaalbaar naar portieken van vier tot acht woningen.
Maar de vraag bleef overeind. En daarom besloten we iets nieuws te bouwen: één collectieve warmtepomp per portiek, gekoppeld aan de bestaande individuele cv-ketels. Geen volledig elektrisch systeem, maar een hybride oplossing die het gasverbruik fors terugdringt zónder het elektriciteitsnet extra zwaar te belasten. De leidingen zouden via de bestaande schacht omhooglopen. Met als voordelen: weinig ruimtebeslag in de woning én minimale overlast.
De installatie zelf was geen uitdaging te noemen. De aansturing wel. In een normale hybride installatie stuurt één hybridemanager één ketel en één warmtepomp aan. In dit concept moest één collectieve warmtepomp reageren op warmtevragen uit meerdere woningen tegelijk. Waarbij elke woning een eigen thermostaat, eigen ingestelde temperatuur en eigen timing heeft.
We maakten een eerste opzet. De individuele thermostaten communiceerden via het aan-uit-protocol naar een centrale besturing: als er warmtevraag kwam, ging de warmtepomp aan. De warmtepomp zelf hield rekening met de buitentemperatuur. Mocht de warmtepomp de ingestelde temperatuur niet meer halen, dan werd het warmtevraagsignaal doorgestuurd naar de ketels. Een logische theorie. Maar in de praktijk bleek de warmtepompsoftware de hoeveelheid gelijktijdige signalen niet goed te verwerken. We bouwden een regeling op maat. Die werkte goed, maar was helaas niet schaalbaar.
“Bij eigenlijk alle fabrikanten zie je dat aanpassing van software niet gebruikelijk is. Dan moet je zelf iets schrijven en een PLC-besturing maken. Dat wilden we niet.” Mark Sprenkels, Manager Kenniscentrum Energietransitie.
De omslag kwam met de keuze voor Weheat als warmtepompleverancier. Zij ontwikkelen zowel een hybridemanager als de warmtepompsoftware in eigen beheer. Dat maakte het mogelijk om de communicatie tussen individuele woningen en de collectieve warmtepomp op het dak robuust en schaalbaar te maken, zonder maatwerk per project.
Na de pilotfase analyseerde het Breman Kenniscentrum samen met TNO alle meetdata. De eerste conclusie was ongemakkelijk: de warmtepomp was te groot gedimensioneerd. Per strang van vier woningen stond een installatie van 13 kW opgesteld. Dat was ruim het dubbele van wat nodig bleek. Wat op het koudste moment tijdens de meetperiode – toen de buitentemperatuur 2 graden onder nul was – bedroeg de totale warmtevraag slechts 6 kW.
Deze uitkomst was het resultaat van twee onderliggende factoren.
1. Woningen op de begane grond en de bovenste verdieping hebben veruit de hoogste warmtevraag, tussenwoningen nauwelijks.
2. En de gelijktijdigheid van warmtevragen is in de praktijk lager dan aangenomen: niet alle bewoners vragen op hetzelfde moment warmte.
Daarnaast bleek de warmtepomp effectief tot een buitentemperatuur van 2 tot 3 graden onder nul. En dat was ruim onder de drempel die we in de aanvankelijke dimensionering hanteerden.
De conclusie was verrassend positief: standaard consumentenwarmtepompen volstaan. Geen zware industriële apparatuur, geen maatwerk, geen grote buitenunits. Dat heeft directe consequenties voor de businesscase en de schaalbaarheid van het concept.
Een bewuste keuze in het ontwerp is dat het systeem geen en/en-systeem is. De warmtepomp en de cv-ketel draaien niet gelijktijdig. De warmtepomp levert warmte zolang de ingestelde temperatuur haalbaar is. Zodra de buitentemperatuur te laag is of de gevraagde aanvoertemperatuur te hoog, schakelt de ketel in en gaat de klep naar de warmtepomp dicht. Dit lijkt misschien een beperking, maar het is juist de reden dat het concept netcongestie-vriendelijk is. De warmtepomp draait zo namelijk precies op díe momenten dat het efficiënt is. De ketel springt enkel bij als het nodig is. Zo is er geen cumulatief piekvermogen dat het net belast.
Bij een woningcorporatie in Friesland was alles gereed voor de installatie van het Collectief Hybride concept in een wooncomplex in Damwâld. Het ontwerp was klaar, de materialen waren besteld en de planning was gemaakt. Vlak voor de uitvoeringsdatum werd bekend dat het complex tegelijkertijd oplaadpunten voor scootmobielen zou krijgen. De combinatie van collectieve warmtepompen en oplaadpunten voor scootmobielen op dezelfde aansluiting vroeg om nader onderzoek naar netcapaciteit. Helaas werd het project daardoor uitgesteld.
Dit is geen falen van het concept, maar een heel praktisch voorbeeld van hoe de energietransitie verloopt. Netcongestie is geen abstract probleem voor de overheid, maar speelt direct bij projecten. Soms krijg je er zelfs vlak voor de start van de werkzaamheden mee te maken. De les? Neem netcapaciteit gedurende het hele ontwerpproces mee, en niet alleen als aandachtspunt vlak voor de uitvoering.
Het Collectief Hybride concept is inmiddels gevalideerd door TNO. Er is een gelijkwaardigheidsverklaring beschikbaar die formeel is opgenomen in de BCRG-databank. En dat betekent dat de daadwerkelijke energiebesparing meetelt in het energielabel, niet alleen als forfaitair rendement. Hierdoor ontstaan er verschillende voordelen die het concept extra aantrekkelijk maken:
▪ Het systeem levert twee tot drie labelstappen in de goede richting op.
▪ De installatietijd per portiek is beperkt.
▪ En het systeem is zo ontworpen dat het bij toekomstige aansluiting op een warmtenet direct kan worden omgezet naar een aardgasvrije variant.
We zijn klaar om het toe te passen. Niet als experiment, maar als bewezen methodiek. De vraag voor de volgende fase is niet óf het werkt, want dat weten we al, maar hoe we het snel genoeg kunnen opschalen voor de 780.000 portiekflats die wachten.
Dit concept is ontwikkeld door Breman binnen het consortium Team Duurzaam Installeren, in samenwerking met TNO en Weheat. Gefinancierd met MOOI-subsidie van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat.
