Dat stelt Sikke Klein, adviseur bij De Kleijn Energy Consultants & Engineers en professor gasturbines aan de TU Delft.
Elektrificatie van warmte is een bewuste strategische keuze, benadrukt Klein. Daarbij gaat het niet alleen om de investeringskosten, maar vooral om de toekomstige integrale kosten van warmte. Ook factoren als het benutten van restwarmte en de manier waarop warmte wordt toegepast spelen een rol. Volgens Klein geldt dan ook: “In veel gevallen zal een goed ontworpen warmtepomp ondanks de hogere investering tot de laagste integrale kosten leiden.”
Levelized cost of heat
Klein berekende de levelized cost of heat (LCOH), dat is de gemiddelde kostprijs van warmte, over de volledige levensduur (15 jaar jaar) van een warmtevoorziening. Dat deed hij voor een warmtepomp, een e-boiler, een gasgestookte warmtevoorziening en voor een voorziening met waterstof. Deze LCOH wordt uitgedrukt in de prijs per eenheid warmte (€/MWh) die nodig is om alle kosten terug te verdienen.
Stel dat je restwarmte een temperatuur heeft van 100 graden en de benodigde procestemperatuur 200 graden moet zijn, dan is de lift die de warmtepomp moet bereiken dus ook 100 graden. In die gevallen ligt de LCOH van een warmtepomp rond de 75 €/MWh, terwijl die van de e-boiler rond de 100 €/MWh ligt.
Gebruik van restwarmte
Daarbij gaat het om investeringskosten (bouw/installatie van het systeem, oftewel Capex), operationele en onderhoudskosten, brandstof- of energiekosten, financieringskosten en benutting (Opex). Subsidies als de EIA en de SDE++ zijn niet in de berekening meegenomen. “Belangrijk hierbij is een goede benutting van restwarmte, waardoor de temperatuurlift die de warmtepomp moet bereiken niet al te groot wordt. Op deze manier verhoog je de COP en gaat de efficiëntie met sprongen vooruit”, aldus Klein.
Uiteraard is de elektriciteitsprijs van invloed op de LCOH van zowel de e-boiler als die van de warmtepomp, zegt Klein. Klein gaat voor de toekomstige elektriciteitsprijs uit van een bandbreedte van 8 tot 13 cent /kWh. Deze verwachting is gebaseerd op de energieprijsscenario’s en marktprijzen. Bij een COP van 2 is de LCOH van de warmtepomp in alle gevallen (over de gehele verwachte prijsbandbreedte) lager dan die van de e-boiler, zo berekende Klein.
Hybride geen eindstation
“Uiteraard wordt de e-boiler vaak in een hybride configuratie geïnstalleerd in combinatie met een gasboiler. In dat geval kan je tussen energiebron schakelen al naar gelang de energieprijs. Natuurlijk beïnvloedt dat de LCOH van de configuratie. Maar uiteindelijk wil je naar een volledig duurzame warmtevoorziening en daarom zie ik de hybride oplossing niet als eindstation.”
Klein berekende ook LCOH van groene waterstof als brandstof in de industriële warmtevoorziening. Maar die ligt in alle gevallen een factor drie tot vijf hoger dan de LCOH van een warmtepomp. Ondanks verwachte kostendaling van groene waterstof, zal warmte hieruit altijd aanzienlijk duurder zijn dan via een warmtepomp of e-boiler, stelt Klein. De totale investeringen in de waterstofketen zijn aanzienlijk hoger, zegt hij, en bovendien zijn er veel verliezen in de keten waardoor er voor warmte uit groene waterstof veel meer elektriciteit verbruikt wordt. “Ongeveer twee keer zoveel als bij een e-boiler en ongeveer tien keer zoveel als bij een goede warmtepomp.”
Slimme warmte-integratie
De warmtevoorziening in de industrie is verantwoordelijk voor meer dan een kwart van de Nederlandse CO₂-uitstoot. Veel bedrijven onderzoeken daarom de mogelijkheden voor volledige elektrificatie, maar ervaren nog onduidelijkheid over de voor- en nadelen van de verschillende opties. Klein benadrukt dat juist industriële warmtepompen hier kansrijk zijn. Door slimme warmte-integratie en opwaardering kan niet alleen CO₂ worden bespaard, maar ook 60 tot 80 procent energie. Dat leidt tot de laagste operationele kosten en vaak tot een betere businesscase dan bij alternatieven.
Daar staat tegenover dat de investeringskosten relatief hoog kunnen zijn, vooral door de integratie van de warmtepomp in het hoofdproces. “Ondanks de lage operationele kosten kan dit voor bedrijven toch leiden tot een te lange terugverdientijd,” aldus Klein. Subsidies zijn daarom vaak noodzakelijk om projecten haalbaar te maken. Innovaties richten zich ondertussen op het toepassen van warmtepompen bij hogere temperaturen, een hogere efficiëntie en verdere kostprijsverlaging. Belangrijkste uitgangspunt blijft dat een hogere COP niet alleen de energiekosten verlaagt, maar ook de druk op het elektriciteitsnet aanzienlijk vermindert.
