Beroerde warmtepomp op grijze stroom duurzamer dan gasketel
Naar aanleiding van commotie over de milieuprestaties van warmtepompen in februari heeft onderzoeksinstituut TNO onderzoek gedaan naar de integrale milieukosten en klimaatimpact. Zoals in het oorspronkelijke bericht hieronder al gegokt, blijkt het energiegebruik over de gebruiksduur van een warmtepomp of gasketel inderdaad de bepalende factor in de milieuprestaties. Hoe groter de warmtevraag, hoe groter het verschil in duurzaamheid in het voordeel van de warmtepomp. Alleen in woningen met een laag warmteverbruik en een warmtepomp op grijze stroom én met een beroerd koudemiddel, zijn de gasketel en warmtepomp alles afgewogen nog redelijk aan elkaar gewaagd. TNO voerde het onderzoek uit op verzoek van het ministerie van BZK. Hieronder het oorspronkelijke bericht van 22 februari 2022.
Yes, de verplichte warmtepomp blijkt helemaal niet zo duurzaam!?
Uit een herberekening door Stichting Nationale Milieudatabase (NMD) blijkt dat de productie van een warmtepomp aanzienlijk meer milieu-impact veroorzaakt dan eerder aangenomen. Fantastisch. Dat had jij tenslotte altijd al gezegd!
Onder elke tweet en elk artikel over warmtepompen met een beetje bereik reageert wel iemand dat een ketel op aardgas duurzamer is. Al jaren.
Dat een warmtepomp CO2-uitstoot bespaart ten opzichte van een gasketel, zelfs als de elektriciteit uit een gascentrale komt, wil er bij een gedreven groep criticasters maar niet in. En toch is het zo. Een warmtepomp onttrekt de bulk van zijn warmte uit de bodem of de buitenlucht. Voor elke eenheid elektriciteit die een warmtepomp verbruikt, levert hij zo’n 3 tot 5 eenheden warmte aan je woning of je douchewater.
Een gasketel levert voor elke eenheid verbruikt aardgas maximaal 1 eenheid warmte. Ook als alle elektriciteit voor een warmtepomp uit een gascentrale komt – waarbij de helft van de energie in aardgas al in het koelwater van de centrale verloren gaat – levert een warmtepomp dus 1,5 tot 2,5 keer meer warmte per eenheid verbruikt aardgas dan een gasketel.
Dit principe staat met het nieuws van deze week niet ter discussie. Tijdens het gebruik is een warmtepomp nu al duurzamer dan een gasketel. Als straks alle elektriciteit duurzaam is, is de CO2-uitstoot gerelateerd aan een warmtepomp nihil. Een warmtepomp gaat zo’n 15 jaar mee. Een warmtepomp die je vandaag koopt, levert dus elk jaar nóg duurzamere warmte.
De productie van een warmtepomp is niet zonder milieu-impact
Een warmtepomp bestaat uit een kast van plastic of metaal, leidingen van koper, een compressor, ventilator, geluidsisolatie en wat elektronica. En een warmtepomp is gevuld met een koudemiddel. De winning en productie van grondstoffen heeft altijd milieu-impact. Dit is de milieu-impact die na herberekening door de NMD hoger uitvalt. Liefst 11 keer hoger.
Daarmee heeft de warmtepomp nu een aandeel van 16 tot 37% in de totale MPG-score (Milieuprestatie Gebouwen) van nieuwgerealiseerde gebouwen. En dat klinkt in alle eerlijkheid wat onwaarschijnlijk.
Nieuwbouw bestaat in hoofdzaak uit flinke volumes beton, glas, isolatiemateriaal, baksteen, dakpannen en staal. Stuk voor stuk materialen met een grote milieu-impact, net als de materialen in een warmtepomp. Op het totale gewicht van een gebouw, is het gewicht van de (materialen in de) warmtepomp echter bescheiden. Zeker geen 16%, laat staan 37%.
Een belangrijk punt in de berekening is de aanname dat een gebouw 75 jaar meegaat. Dat betekent dat de warmtepomp 4 keer vervangen wordt, en dus 5 keer meetelt. Maar dat was in de oude berekening ook al de aanname. Het verschil tussen de oude en nieuwe berekening voor de warmtepomp zit volgens de NMD met name in de elektronica en het koudemiddel.
- Elektronica. De elektronica kan niet wereldschokkend zijn. Wat printplaten, motoren voor compressor en ventilator en een schermpje. Een gasketel en een ventilatiesysteem bevatten vergelijkbare hoeveelheden elektronica. De keukenapparatuur, je laptop en geluidssysteem samen vrijwel zeker meer, maar die tellen niet mee voor de MPG-score.
- Koudemiddel. Het verdampen en condenseren van een koudemiddel is de kern van de werking van een warmtepomp. Deze stoffen zijn vaak zelf (vrij sterke) broeikasgassen. Bij correcte installatie en eindverwerking blijft dit koudemiddel opgeslagen binnen de warmtepomp, maar mogelijk gaat de nieuwe berekening uit van een (grotere) lekkage.
Circulaire warmtepompen, met natuurlijke koudemiddelen
De MPG-score betreft dus de milieu-impact van het realiseren van het gebouw, met alle grondstoffen en materialen die daar voor nodig zijn. De duurzaamheidswinst die een warmtepomp vervolgens levert in het gebruik, door het uitsparen van aardgas, valt buiten de berekening. De duurzaamheid van de warmtepomp in gebruik is onbetwist.
Dat de duurzaamheid van elektronica een punt van zorg is, is geen nieuws. Elektronica is onmisbaar in een modern leven, en dus ook in een modern huis. Ook een gasketel of in de toekomst eventueel een waterstofketel kan niet meer zonder. Het is zaak om de waarde van grondstoffen terug te winnen bij het afdanken van warmtepompen, gasketels en ventilatiesystemen.
Dat de koudemiddelen een punt van zorg zijn, is in de sector ook geen nieuws. Daarom mogen alleen gecertificeerde bedrijven en werknemers werken aan warmtepompen. En daarom zijn periodieke en soms ook automatische controles op lekkage verplicht. En daarom worden de synthetische koudemiddelen uitgefaseerd en vervangen door natuurlijke gassen met een veel kleinere klimaatimpact.
Het oudere koudemiddel R410a heeft per kilo bijvoorbeeld een ruim 2000 keer grotere klimaatimpact dan CO2, maar alleen als het vrijkomt in de atmosfeer. R32, nu het meest gebruikt, heeft met 675x al een kleinere impact. Propaan is als natuurlijk koudemiddel in opmars en heeft per (onbedoeld gelekte) kilo een klimaatimpact die nog maar 3 keer hoger is dan die van een kilo CO2. Uit de berichtgeving van de NMD blijkt niet met welk koudemiddel gerekend is*. Ook is niet duidelijk of er voor de vervangingen rekening is gehouden met het uitfaseren van synthetische koudemiddelen.
Een warmtepomp die je over 15 jaar installeert, bevat vrijwel zeker een duurzamer koudemiddel dan de warmtepomp die je vandaag bij nieuwbouw plaatst. En bij de volgende vervanging – rond 2053 – is de milieu-impact vrijwel zeker nog lager.
*Toevoeging 22 februari 2023, 11:15. De warmtepompen van Vailliant die de aanleiding waren voor de herziening maken in ieder geval nog gebruik van R410a (PDF). Als dit koudemiddel door de NMD is doorgevoerd voor alle warmtepompen, zit daar al een stevige afwijking in. Dank voor de tip!
Veel onduidelijk, maar geen twijfel over nut van de warmtepomp
Iedereen die deze week smulde van de ronkende koppen gun ik het plezier. Gelijk krijgen is lekker, ook al is het van korte duur. Het is helaas de dynamiek bij berichtgeving over de energietransitie. Positief nieuws wordt altijd in twijfel getrokken, negatief nieuws niet. Als een elektrische auto, warmtepomp of windturbine als vervuilend uit de bus komt, dan zal dat wel kloppen.
Dan worden de berichten gretig gedeeld, en doorgekopieerd in alle grote kranten. En dan blijft bij het grote publiek de boodschap hangen dat een warmtepomp niet duurzaam is. Terwijl al uit het originele bericht bleek dat – als je de productie- én gebruiksfase integraal bekijkt – de warmtepomp nog altijd de voorkeur heeft.
Als je hoop was dat we nu wel kunnen stoppen met het uitfaseren van aardgas, moet ik je dus teleurstellen. In de verduurzaming van veel nieuwe en bestaande woningen blijft een warmtepomp echt de logische optie.
Het is goed dat de NMD aankaart dat de productie van installaties duurzamer kan. En dus moet. Liever had ik dan ook de berekening en aannames gezien, zodat helder is waarom de oude berekening er zo naast zat en of de nieuwe analyse overtuigend is. Als iemand de gehanteerde benadering kan delen, graag! Verder toont de NMD eens te meer het belang van isoleren. Een goed geïsoleerde woning blijft warm met een kleinere warmtepomp, en een kleinere warmtepomp is nog duurzamer en energiezuiniger dan een grote warmtepomp. Wisten we al, maar telt nu dus extra zwaar.
Imagecredit: Brenna Huff, via Unsplash Public Domain
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.
Fijn dat er toch ook publicaties zijn die de negativiteit tegenspreken en in eenvoudige, begrijpbare taal ontkrachten . Zo jammer dat mensen zo star zijn in hun denken en blijven denken dat diegene die het hardste roepen wel gelijk zullen hebben. Ik stel mezelf dan altijd de vraag waarom ze zo hard moeten roepen 🤔
LNG uit de US, Qatar, Australia en Waterstof met Kernenergie is de oplossing natuurlijk. Goedkoop en Gemakkelijk. Geen Zon op Dak. Geen Warmtepomp, niet Inductiekoken. Geen Energiewijken. LNG Jetten en Waterstof Jetten is Minister. Stop Salderen, stop Zon op Dak, Stop vervuilende Warmtepomp, Stop Inductiekoken. Waterstof Treinen, Waterstof Autos, Waterstof Verwarming, Waterstof Koken. Gasunie wordt Waterstofunie. Overheidsbedrijf. Overal Goedkope Waterstof met Kerncentrales is de oplossing. Waterstof met Kerncentrale in Amsterdam, Kerncentrale in Rotterdam, Kerncentrale in Den Haag. Kerncentrale in Utrecht. Elke stad een Kerncentrale voor Waterstof. Hoe mooi is dat?????
Nou ik ga in elk geval niet koken op knalgas (waterstof). Ik hou het dus bij inductie. Ook is er lang wachten eer er een nieuwe kerncentrale, laat staan een elektrolyser …
Iedere stad Kerncentrale? Totdat hij boem zegt, totdat de waterstof boem zegt, te gevaarlijk natuurlijk.
Daarnaast duurt het het bouwen zo maar 12 jaar gemiddeld. En is de resulterende energie te duur.
Doe mij maar passieve zonnepaneeltjes, ligt zoevende windmolens. Inductie koken waar het huis niet door afbrand en vanzelf uitgaat. Warmtepomp die super veilig is tov waterstof in huis, en ook nog eens dik op uitstoot bespaard. Geweldig toch !
Nou ja eigenlijk weet je het zelf allemaal ook wel, maar ben je te koppig om toe te geven dat je ongelijk hebt, en dat Thijs weer eens gelijk heeft.
Waterstof meer elektriciteit uit een kerncentrale. De lamme helpt de blinde.
Waterstof is rationeel gezien alleen zinvol voor Tata en Yara. Zie de waterstof ladder. Degenen die er nu zoveel voor lobbyen, zijn degenen die geïnvesteerd hebben in aardgas infrastructuur.
En kernenergie? Een oplossing, wanhopig op zoek naar een probleem. Het is al duurder, het wordt ieder jaar 5% duurder, en het alternatief wordt ieder jaar 6% goedkoper.
https://www.hieropgewekt.nl/kennisdossiers/waterstofladder-waarom-waterstof-voorlopig-niet-geschikt-is-voor-het-verwarmen-van
Ik zou alleen de kop iets anders formuleren 😉
Nu zet je de lezer vooraf op het verkeerde been. Met name bij het delen van het artikel kan dat lastig zijn.
Verder een fijne en heldere uitleg. Ik ben zelf bezig met nieuwbouw en dan zijn deze keuzes best lastig.
Beste Thijs,
Dat een warmtepomp een hoger rendement heeft dan een gasketel zal ik niet ontkennen.
Indien de stroom groen is zit je helemaal goed.
Alleen is deze groene stroom maar gedurende 1/8e van het jaar aanwezig.
De rest is mixt die 160gr CO2 per kWh geeft.
Bij gas is alleen de NOx een probleem.
Een warmtepomp scoort hierbij beter maar het is niet alles goud wat blinkt.
Een water-water warmtepomp met geo-thermie is ok.
De meeste warmtepompen zijn lucht-lucht en dat zijn de grootste krengen.
Zij gebruiken de buitenlucht om hun ding te doen en zorgen hiermee voor thermische vervuiling.
Dit is zeer erg, daardoor wordt de gemiddelde themperatuur in de winter lager.
In de zomer werken die krengen andersom en doen ze de themperatuur stijgen.
Dergelijk pompen zou men moeten verbieden.
De reden dat ik wel voor geo-thermie ben is dat water een 1000 maal beter opslagcapaciteit heeft dan lucht en dan is het systeem gerechtvaardigd.
Van de lucht moet men afblijven.
Beste Walther,
De invloed van warmtepompen op de buitentemperatuur is nihil. Temperatuur of Energie kun je niet verwijderen uit de lucht. Je verplaatst het enkel naar binnen doormiddel van een warmtepomp. De energie lekt daarna weer langzaam naar buiten door de muren, ramen en kieren van je huis. Netto wordt er zelfs een beetje energie toegevoegd omdat het verplaatsen van energie ook energie kost.
Kortom: Het wordt buiten niet kouder of warmer weer van warmtepompen.
Beste Walther,
Wist je dat een CV-ketel voor meer thermische vervuiling zorgt dan een warmtepomp die lucht als bron gebruikt? De warmtepomp haalt immers met name warmte uit de buitenlucht om warmte die de woning aan diezelfde buitenlucht verliest te compenseren. Daarnaast produceert de compressor een klein beetje extra warmte, die alvorens de woning ingaat weer verloren gaat aan de buitenlucht. Netto warmt de warmtepomp dus de buitenlucht op middels de compressorwarmte, ook al koelt de warmtepomp in eerste instantie de buitenlucht af, maar die omgevingswarmte komt vanzelf terug.
Een CV-ketel verliest ook warmte aan de buitenlucht, zowel via de schoorsteen als indirect via het warmteverlies van de woning. De gecombineerde warmte via schoorsteen en woning die verloren gaat aan de buitenlucht voegt dus meer warmte toe aan de buitenlucht dan bij een warmtepomp. Netto gaat het hier om alle warmte die de CV-ketel verbrand, en dat is al snel 4-5x zoveel als bij de warmtepomp, of 2-2,5x als je het warmteverlies bij de eventuele gascentrale meerekent in het geval van de warmtepomp.
Kortom, wil je van de lucht afblijven zet dan vooral je CV-ketel niet aan, naast thermische vervuiling voeg je daarenboven dan ook nog stikstofoxiden en CO2 toe, dat er vervolgens weer voor zorgt dat die thermische vervuiling langer blijft hangen.
Een cv-ketel levert niet alleen thermische vervuiling, CO2 en wat NOx maar dus ook waterdamp. Vooral als de radiatortemperatuur hoog is.
Dankjewel voor dit artikel, de titel had inderdaad wel wat anders gekund, maar het artikel is opgeslagen, komt zeker van pas!
@ Erwin: helemaal mee eens: @ Thijs: dank voor de duidelijke uitleg.
Ik concludeer dat propaan (kookpunt (kp): -42°C ) ook voldoet? Maar ik vermoed dat het rendement dan afneemt? Hoeveel is dat? Dit punt speelt ook in ijskasten en airco’s.
Als dat verschil niet al te groot is, zou propaan de voorkeur moeten krijgen. R-32 (CH2F2, kp: -52°C) en R-410a (mengsel (1:1) van CH2F2 en CHF2-CF3, kp: -50°C) zijn fluorhoudende koolwaterstoffen. Als het even kan, moeten we af vanorganische fluorverbindingen. Maar, ervan uitgaande dat deze F-stoffen in Nederland op de juiste manier gerecycled worden, moet dit bezwaar het gebruik van warmtepompen zeker niet in de weg staan.
Je vergelijkt het met een cv-ketel. Ik zou de vergelijking met elektrische warmtepanelen wel eens willen zien. Het produceren van die dingen kost heel veel minder energie en materiaal. daar komt bij dat ze een leven lang meegaan. Ze hebben nauwelijks opstartverliezen en helemaal geen transportverliezen. Ze kunnen heel gericht en doelmatig worden ingezet en perfect (op afstand) worden geregeld. Aan het einde van de rit veel makkelijker te recyclen.
Een HR107 heeft een rendement van 107% (vandaar de naam van het label), dus iets meer dan de max. 1 die je noemt. De COP 3 – 5 is bij relatief mild weer misschien realistisch, maar bij stevige kou veel te rooskleurig. Onze goed ingeregelde Daikin heeft afgelopen winter bij stevige vorst en wind ternauwernood een COP van 2,2 weten te halen. Laten het voor dit moment dus maar op een moeizaam gelijkspel houden. En ‘straks’ alle elektriciteit duurzaam? Het laaghangend fruit van elektrische verduurzaming is wel geplukt inmiddels, nu zal – naast verzwaring – de focus vooral op netbalancering en moeten komen te liggen. Want het is zo jammer he dat die zonnepanelen die in de zomer driftig staan terug te leveren tegen een fictief tarief (want saldering) van 0.5 cent, in diezelfde koude maanden 0 kWh hebben opgewekt, waardoor ik die 50 kWh/dag tegen het 10-voudige mocht inkopen (ook fictief – want dito). Misschien begrijpen die criticasters die je noemt, beter dan jij dat elektriciteit, naast een relatief kleine drager in de totale energiedistributie, niet of nauwelijks is op te slaan. En dat dat, naarmate de transitie vordert, steeds meer gaat knellen.
Die 107 % rendement van een hr-ketel die je noemt betreft onderwaarde (verbrandingswarmte minus de condensatiewarmte van de door verbranding van methaan ontstane waterdamp). Bovendien haalt een hr-ketel die 107 % ook niet. Al het hele kleine beetje waterdamp (witte wolkjes) dat de rookgasafvoer verlaat is verlies.
Fijne site en goed stuk! Goede informatie voorziening over warmtepompen vind ik lastig te vinden. Het zijn vooral instanties die de warmtepomp willen verkopen die informatie leveren. Of dat nu de overheid, commerciële bedrijven of milieu organisaties zijn. Overal lees je over gratis energie die uit de lucht gehaald wordt. Maar ik lees nergens praktijk verhalen van mensen die hun cv ketel hebben ingeruild voor een warmtepomp zonder het huis verder te hebben aangepast. In een dergelijke praktijk ervaring kun je het echte verschil meten.
Hoe zit het met die vloer verwarming die vaak gecombineerd wordt met en speciaal wordt aangeschaft voor de warmtepomp? Gaat men niet onnodig koelen omdat het kan?
Vloerverwarming geeft al gauw een aangenaam gevoel, dus wellicht hoeft men dan minder te stoken. Aan de andere kant: met vloerverwarming ‘moet’ je de verwarming ook ’s avonds nog redelijk hoog laten staan en dat geld geloof ik ook als men overdag naar het werk is omdat het anders te lang duurt om de woning op te warmen. Verbruikt men hierdoor dan niet meer energie?
Andere kanttekening die ik wil maken is de mogelijkheid te koelen met een warmtepomp. Ik kan me voorstellen dat veel mensen deze optie gaan gebruiken terwijl deze ‘groene’ doeners voorheen er voorheen nooit over zouden denken een airco aan te schaffen om te koelen. Dit levert dan extra energie verbruik op en gaat wellicht ook ten koste van de levensduur.
Als de overheid uit gaat van een levensduur van huizen van 75 jaar is het project van het gas af voor bestaande bouw dan nog wel rendabel? Er gaat aardig wat energie zitten in het verbouwen van je woning als je naar een warmtepomp moet overstappen. Die energie verdien je niet zomaar terug in 75 jaar, en het geld waarschijnlijk ook niet.
En hoe zit het met mijn woning van 100 jaar oud? die is dus al 25 jaar over zijn houdbaarheid datum heen?
Warmtepomp lucht-lucht is nog niet van waarde voor mij.
Mijn energieverbruik is te laag en ik betaal een laag tarief voor gas. Ik gebruik bijna 1000 m3 gas. Omdat de radiatoren niet geschikt zijn voor lage temperatuurverwarming en ik net een nieuwe cv heb aangeschaft heb je het over een hybride warmtepomp.
Bij een individuele voorlichting is aangegeven, dat je eerst moet weten, wat je warm water verbruik is, want de warmtepomp warmt dit water niet op. Dat blijkt 500 m3. Daarmee blijft over voor de verwarming 500 m3. En ik heb dan Factor 0,5 = 250 m3 * (prijs gas) winst per jaar. Mocht ik straks meer voor gas betalen (ik heb dit jaar nog een vast contract), reken met 1,45 dan kom ik op 360 euro winst per jaar. Dan heb ik hem in 8-12 jaar eruit afhankelijk van de prijs van installatie. Ik ben dan allang verhuisd , is de planning. Ik zou het alleen doen, om mijn bijdrage te geven aan de klimaatproblematiek. Financieel levert het me nog niet voldoende op.
Door slechte ervaring met zonnepanelen (terugverdientijd, bij aankoop 12 jaar; op dit moment meer dan 25 jaar), ben ik ook huiverig in investeren. Dit is gekomen doordat de electriciteit goedkoper is geworden en het rendement iets tegenvalt.