Hoeveel verminder je jouw CO2-uitstoot met een warmtepomp?

Aaron Burden, via Unsplash Public Domain

Met een warmtepomp beperk je jouw CO2-uitstoot maar je gaat ook meer elektriciteit verbruiken. Dus hoe groot is de CO2-reductie echt? En waar hangt die vermindering van af? Drie factoren spelen hierin een rol.

Dit artikel is geschreven door Jan van Rooijen en onderdeel van een samenwerking met WarmtepompVergelijker.nl.

De eerste factor is de energie-efficiëntie van de warmtepomp (SCOP, Seasonal Coefficient of Performance). De tweede belangrijke factor is de verhouding tussen het extra stroomverbruik en het voorkomen gasverbruik. De derde factor, namelijk de herkomst van de stroom (groen of grijs) is vooral bepalend voor de CO2-uitstoot van jouw warmtepomp in de toekomst.

Kengetallen voor CO2-uitstoot van aardgas en stroom

De vier kengetallen hieronder zijn belangrijk om te kennen. Ze bieden bijvoorbeeld inzicht in hoeveel CO2 er vrijkomt als je aardgas verbrandt. Deze kengetallen hebben we niet zelf bepaald. De bron van de eerste drie is CO2emissiefactoren.nl, mocht je precies willen weten hoe deze kengetallen zijn bepaald.

  1. De CO2-uitstoot van aardgas: 1,88 kg per m3
  2. De CO2-uitstoot van ‘grijze stroom’: 0,566 kg per kWh
  3. De CO2-uitstoot van ‘groene stroom’: 0,000 kg per kWh
  4. De CO2-uitstoot van onze huidige stroommix (87% grijs / 13% groen): 0,400 kg per kWh

Het verschil tussen grijze en groene stroom

Je ziet in bovenstaand overzicht dat de CO2-uitstoot van grijze en groene stroom nogal verschilt. Voor de volledigheid: groene stroom komt van windmolens, zonnepanelen, waterkrachtcentrales of biomassa-installaties. Grijze stroom wordt opgewekt in bijvoorbeeld kolencentrales of gascentrales. Ook al he je misschien een groen stroomcontract, je kunt niet zomaar van uitgaan van de genoemde 0,000 kg voor groene stroom uit dit overzicht.

Dat zit zo; Eigenlijk is het (groene of grijze) stroomcontract dat je nú hebt van ondergeschikt belang in de CO2-uitstoot van jouw warmtepomp op dit moment. Een groen stroomcontract heeft een positief effect op de CO2-uitstoot van de warmtepomp in de nabije toekomst (later meer hierover), maar op dit moment wordt onze stroom opgewekt door de mix van zonneparken en gascentrales die we nú hebben. In de huidige stroommix zijn gascentrales nog veruit dominant.

Realiseer je daarbij dat de overstap van een cv-ketel naar een warmtepompen voor jou thuis resulteert in extra vraag naar stroom. Deze extra stroomvraag wordt – ondanks je groene stroomcontract – niet automatisch gedekt door wind- of zonne-energie. In de praktijk zal vaak een gascentrale iets harder draaien als jouw warmtepomp aanspringt. Daarom is het fair om voor het maatschappelijk effect van grote extra stroomverbruikers zoals een warmtepomp te rekenen met de CO2-uitstoot van onze huidige stroommix (grijs en groen). Die uitstoot is niet 0,000 maar ongeveer 0,400 kg per kWh. Maar dat is dus gebaseerd op de huidige stroommix, die de komende jaren zal veranderen, waardoor de uitstoot daalt.

Waarom groene stroomcontracten wel belangrijk zijn!

Kan je dan net zo goed grijze stroom inkopen? Nee, zeker niet! In het klimaatakkoord is afgesproken dat het aandeel duurzaam opgewekte stroom zal moeten stijgen naar 66% in 2030. In die nieuwe verhouding daalt de CO2-uitstoot van onze stroommix van de huidige 400 gram naar 130 gram per kWh! De CO2-reductie die jij in 2030 maakt met een warmtepomp op groene stroom neemt daarmee dus enorm toe.

Bij een groen stroomcontract, bijv. afkomstig van Nederlandse windmolenparken, ligt er weliswaar geen directe kabel tussen jouw woning en de Noordzee. Maar wat wel gebeurt is dat je door het afnemen van groene stroom uit Nederland extra vraag creëert naar Nederlandse groene stroomcertificaten (garanties van oorsprong, GvO’s). In een markt met beperkt aanbod zullen die Nederlands GvO’s daardoor in waarde stijgen. Hierdoor verbeter je de businesscase voor nieuwe windparken in Nederland.

Maar hoeveel CO2-uitstoot bespaar ik dan nu? En in 2030?

Hier volgt een berekening aan de hand van een voorbeeldwoning. In de berekening van de financiële besparing gebruikte ik eerder een voorbeeldwoning uit 2016 met een oppervlakte van 150m2. Voor deze woning verwachten we een energievraag naar warmte van totaal 9.120 kilowattuur (kWh) op jaarbasis, zie hier de berekening. Deze 9.210 kWh aan warmte kan worden gemaakt met een cv-ketel op aardgas of een warmtepomp op elektriciteit. De CO2-uitstoot in beide scenario’s vergelijken we hieronder.

Scenario 1: Cv-ketel op aardgas veroorzaakt 1.905 kg CO2-uitstoot
Stap 1 is deze warmtevraag omrekenen naar een gasverbruik voor de cv-ketel. De warmtevraag van 9.120 kWh staat gelijk aan een verbruik van 1.013 m3 aardgas per jaar. En omdat per m3 aardgas 1,88 kg CO2 wordt uitgestoten, is de CO2-uitstoot bij een cv-ketel op aardgas per jaar gelijk aan 1.905 kg C02.

Scenario 2: een warmtepomp leidt tot resp. 33% en 52% CO2-reductie in 2021
Vervolgens bepalen we de hoeveelheid elektriciteit die nodig is om met een warmtepomp 9.120 kWh aan warmte te maken. Dit hangt af van de SCOP van de warmtepomp. Laten we in dit voorbeeld een gangbare SCOP van 4,0 hanteren. Bij deze SCOP is per jaar 2.280 kWh (9.120/4) aan elektriciteit nodig.

De hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten bij het maken van die stroom is afhankelijk van de herkomst, en in het slechtste geval worden daarvoor fossiele brandstoffen gebruikt. Maar zelfs in die situatie kan de warmtepomp een reductie van de hoeveelheid CO2 bereiken.

  • Bij de aanname van grijze stroom is de uitstoot gelijk aan 2.280 kWh x 0,556 kg = 1.268 kg C02 per jaar. Dat is 637 kg CO2 minder dan de cv-ketel, ofwel een afname van 33%.
  • Bij de aanname van groene stroom is de uitstoot gelijk aan 2.280 kWh x 0,400 kg = 912 kg C02 per jaar. De afname in uitstoot is dus gelijk aan 52%.
  • Bij de aanname van groene stroom is de uitstoot in 2030 gelijk aan 2.280 kWh x 0,130 kg = 296 kg C02 per jaar. De afname in uitstoot is dan dus gelijk aan 85%, mits we 66% duurzaam opwekken.

Vermindering CO2-uitstoot in 2021 vergelijkbaar met 5.000 km rijden in een benzineauto

Met een warmtepomp beperk je in dit voorbeeld de uitstoot in 2021 dus met 33% bij grijze stroom of 52% bij groene stroom. Met een veranderende stroommix is in 2030 de reductie 85%. Ter vergelijking: als je de CO2-uitstoot van de cv-ketel (1.905 kg per jaar) reduceert met 52%, dan staat dit ongeveer gelijk aan de uitstoot van 5.000 km rijden met een benzineauto. Ook een vliegtuigretour naar Barcelona met 2 personen stoot ongeveer dezelfde hoeveelheid CO2 uit.

Het belang van SCOP: onder SCOP 2,7 bespaar je geen CO2 meer

Een minimum aan stroom verbruiken is van belang bij het behalen van een CO2-reductie, zeker bij grijze stroom. Dit komt doordat voor iedere kWh afgenomen grijze stroom ergens een gascentrale meer dan een halve kg CO2 (0,556 kg) uitstoot. In het stroomverbruik van de warmtepomp speelt SCOP een allesbepalende rol. Als in dit voorbeeld de SCOP van de warmtepomp niet gelijk zou zijn aan 4,0 maar bijvoorbeeld slechts 2,7, dan stijgt het stroomverbruik van de warmtepomp per jaar met 1.100 kWh naar totaal 3.380kWh (9.120/2,7). De CO2-uitstoot van deze 3.380 kWh grijze stroom is 1.880 kg. De cv-ketel stootte in dit voorbeeld 1.905 kg uit. De CO2-reductie is dus vrijwel geheel verdwenen. Conclusie: rond een SCOP van 2,7 ligt een kantelpunt voor het besparen van CO2 met een warmtepomp op grijze stroom.

Samengevat

Er is geen vast getal te geven voor de CO2-reductie die jij kan behalen met een warmtepomp. Hoeveel je jouw uitstoot kan verminderen, hangt af de CO2-uitstoot van onze huidige stroommix en de SCOP van de warmtepomp. Bij grijze stroom wordt bij de huidige stroommix alleen CO2 bespaard als de SCOP van de warmtepomp boven 2,7 blijft. Mits een warmtepomp onder de goede condities wordt geplaatst, is echter een (veel) hogere SCOP dan 2,7 te verwachten. Toch onderstreept deze analyse ook het belang van het ‘vergroenen’ van onze stroommix in het beperken van onze CO2-uitstoot.


Toelichting Garanties van Oorsprong

Het verschil tussen groene stroom en groene stroom

Aan stroom uit je stopcontact kun je niet zien hoe en waar het is geproduceerd. Toch zijn de herkomst en de condities van groene stroom te herleiden. Iedere energieproducent krijgt namelijk per megawattuur geproduceerde groene stroom een zogeheten Garantie van Oorsprong (GVO). In dit certificaat is vastgelegd dat de megawattuur duurzaam is opgewekt. GVO’s zijn geld waard en worden verhandeld, ook internationaal. Deze handel beloont landen die beschikken over (veel) duurzame opwekcapaciteit.

Toch hebben buitenlandse GVO’s voor de ontwikkeling van duurzame stroom in Nederland een negatief effect. Achter de simpele term ‘groene stroom’ gaat een complexe wereld schuil, waarin groene stroom uit het buitenland niet bijdraagt aan de vergroening van de elektriciteitsproductie in Nederland. Het is daarom gangbaar om aan geïmporteerde (buitenlandse) GVO’s van groene stroom tóch de CO2-uitstoot van grijze stroom toe te kennen. Hieronder een uitleg, op basis van een vergelijking met een denkbeeldige Noorse pennenfabriek.

Het probleem voor de Nederlandse markt: de pen en het pennendopje

Om uit te leggen wat de nadelen zijn van de buitenlandse GVO’s, stellen we ons een willekeurige Noorse waterkrachtcentrale voor als een pennenfabriek. Deze fabriek maakt (hoe toepasselijk) groene pennen, allemaal voorzien van een groen pennendopje. De pen representeert hier de duurzaam geproduceerde stroom, en het dopje is de verhandelbare Garantie van Oorsprong (GVO).

Vóórdat GVO’s verhandelbaar werden, maakte deze Noorse pennenfabriek evenveel groene pennen met hetzelfde groene dopje. In Noorwegen koopt echter iedere consument zijn pen zónder dop. Daar vraagt niemand om een GVO, omdat vrijwel alle stroom daar duurzaam wordt opgewekt. Doordat er geen vraag naar groene dopjes was, hadden ze geen waarde, en kwamen daarom überhaupt niet op de markt. De waardeloze dopjes hielden ze in Noorwegen dus over. Maar dat is inmiddels veranderd.

Europese regels bepalen namelijk dat de groene pen en het dito dopje niet als één vaste set hoeven te worden verkocht. Omdat Noorse consumenten nog steeds niet geïnteresseerd zijn in GVO’s, worden de pen en het dopje daarom nu als twee aparte producten in verschillende landen aangeboden. De pen (de duurzame stroom) blijft onveranderd in Noorwegen, het in Noorwegen tot voor kort waardeloze dopje belandt op de Nederlandse markt voor groene stroom.

Een groot aantal Nederlandse energieleveranciers willen namelijk maar wát graag groene dopjes uit Noorwegen kopen. In het GVO-handelssysteem is namelijk afgesproken dat een in Nederland geproduceerde grijze pen, hier tóch als (duurdere) groene pen verkocht mag worden, mits er een Noors groen dopje op zit. Nederlandse energieleveranciers hoeven dus alleen een groene Noorse GVO te kopen, en die te plakken op de stroom uit hun Nederlandse grijze gascentrale.

De Europese motivatie hierachter, is dat de Noren via de GVO’s beloond worden voor hun duurzame groene pennenfabrieken wanneer de Nederlandse grijze pennenfabriek de groene dopjes uit Noorwegen koopt. Door het opzetten van deze handel in GVO’s, krijgen makers van groene pennen een extra pijler onder hun verdienmodel, wat de investeringen in waterkrachtcentrales in Noorwegen ten goede komt.

Maar het opkopen van overtollige dopjes (GVO’s) van reeds bestaande Noorse pennenfabrieken, die in hun eigen thuismarkt pennen verkopen zonder dopjes, levert geen extra groene stroom op. En de Nederlandse pennenmarkt wordt nog steeds gedomineerd door grijze pennen met een groene dop. Want de import van Noorse GVO’s is goedkoper dan onze eigen grijze pennenfabriek sluiten en zelf meer groene pennen gaan produceren. Het problematische hiervan is uiteraard dat verduurzaming van onze energievoorziening afhangt van investeringen in nieuwe groene pennenfabrieken (lees: zonneparken, windmolens). De handel in GVO’s geeft Nederlandse energieleveranciers echter een goedkopere route om niet zelf te investeren in nieuwe eigen opwekcapaciteit, waardoor de broodnodige vergroening van de elektriciteitsproductie in Nederland trager verloopt dan zou kunnen.

Imagecredit: Aaron Burden, via Unsplash Public Domain

Dit vind je misschien ook leuk...