Bodemenergie vormt de ideale duurzame energiebron voor ziekenhuizen

Op woensdag 9 oktober organiseerde het Gebruikersplatform Bodemenergie de workshop ‘Energietransitie en de rol van bodemenergie in ziekenhuizen’. En die rol blijkt bijzonder groot. Sterker nog, volgens veel aanwezigen en de meeste sprekers vormt bodemenergie de ideale duurzame energiebron om ziekenhuizen uiteindelijk volledig van het gas te halen. De workshop vond plaats in het Spaarne Gasthuis in Hoofddorp; een mooi voorbeeld van een ziekenhuis waar bodemenergie een cruciale rol vervult.

Het Spaarne Gasthuis heeft al heel wat jaar de beschikking over een WKO-systeem. Maar sinds enkele jaren is de WKO-installatie vernieuwd en daardoor veel effectiever geworden, waardoor het gasverbruik zeer sterk daalde. Bovendien is er nog veel potentie die de technisch beheerder van het ziekenhuis, samen met zijn adviseur en technische dienstverlener, Ates Control, de komende jaren willen ontginnen. Uiteindelijk moet het dan mogelijk zijn om de bodembronnen in balans te brengen en de gasgestookte ketels en boilers volledig af te koppelen.

De workshopmiddag begon dan ook met een presentatie door Cor Wegman, de teamleider van de technische dienst van het Spaarne Gasthuis, en Sander van der Wilt, werkzaam bij Ates Control en in die rol actief voor het ziekenhuis in Hoofddorp. Het ziekenhuis heeft twee doubletsystemen van elk 150 m³/h. Voor de vernieuwing stond er één warmtepomp met 350 kW verwarmingsvermogen en een koelsysteem via de luchtbehandelingskasten op basis van de bodembron van in totaal 841 kW. Daarnaast is er nog een cv-net dat wordt gevoed door een stoomketel en een hr-ketel. Het probleem met de oude installatie was vooral dat het laden van koude onvoldoende werkte. De winters zijn niet koud genoeg en de warmtepomp presteerde te weinig waardoor op 1 januari 2024 een warmteoverschot was van 7,1 GWh. Een overschot dat sinds 2014 naar deze omvang is gegroeid.

Omdat de installatie toch aan vervanging toe was, bleek dit een mooi moment om de totale configuratie van de installaties onder de loep te nemen. Met hulp van Ates Control werd het systeem uitgebreid geanalyseerd. Daaruit bleek onder meer dat de warmtepomp stil staat tussen een buitentemperatuur van 8 en 16^oC. De doelstelling van het nieuwe ontwerp kende meerdere uitgangspunten.

Uiteindelijk is er een nieuw systeem geïmplementeerd waarin de warmtepomp 3.395 MWh (oftewel 65%) warmte levert. De rookgaskoeler en de cv-ketels verzorgen nu nog ruim 30%. In de komende periode bekijkt het ziekenhuis nog of ze een booster warmtepomp kan implementeren voor levering van cv in de zomer en tapwaterlevering. Als deze maatregelen mogelijk zijn, kan het ziekenhuis uiteindelijk gasloos worden.

Een belangrijke conclusie, zo vertelde Sander van der Wilt van Ates Control, is dat de kennis van de Technische Dienst van het ziekenhuis onontbeerlijk was om de nieuwe, efficiëntere installatie te ontwerpen. Ook een goede communicatie en samenwerking met de regeltechnici – in dit ziekenhuis is dat Sauter – is een must. Daarnaast moet je vooraf zeer goed analyseren welke afnemers er zijn en welke eisen zij hebben. Ook het goed monitoren is essentieel, omdat je daarmee inzicht krijgt in de mogelijkheden. Tot slot, zo zei Van der Wilt, moet je een dergelijk systeem in een ziekenhuis doorlopend verbeteren. Ook daarvoor is voldoende en de juiste kennis bij de technische dienst onontbeerlijk.

Na deze praktijkcase mocht Stefan van Heumen van TNO een analyse geven van de mate van verduurzaming bij ziekenhuizen in Nederland in het algemeen. Voor die analyse zijn de cijfers van het Expertisecentrum Verduurzaming Zorg belangrijk. Bij dat expertisecentrum zijn de portefeuilleroutekaarten Cure ingediend, en daaruit is een heleboel informatie te halen. Zo zijn er in totaal 92 portefeuilleroutekaarten ingediend door 8 UMC’s, 63 algemene ziekenhuizen en 21 categorale instellingen. 80 van die 92 routekaarten zijn inmiddels definitief, waarvan 59 bestuurlijk vastgesteld.

Opmerkelijk is bijvoorbeeld dat het aantal vierkante meters (op dit moment 9,45 miljoen m² bruto vloeroppervlak bvo) tot 2030 met 6% daalt. De geplande nieuwbouw tot 2030 is inmiddels in beeld, maar voor de jaren daarna is dat beeld nog niet overal duidelijk. Het gasverbruik van de 92 instellingen die nu de routekaart hebben ingeleverd bedraagt gemiddeld 28 m³ per m² bvo. Uit de prognoses die door de instellingen zijn ingediend, blijkt dat het gasverbruik in 2030 daalt naar gemiddeld 10 m³ per m² bvo. De CO₂-emissie van al deze ziekenhuizen zal in 2030 zo’n 68% lager zijn dan in het referentiejaar.

Wat de komende jaren in de ziekenhuizen wel zal stijgen, is het elektriciteitsgebruik. Op dit moment gebruiken de ziekenhuizen gemiddeld 102 kWh per m² bvo. Volgens de prognoses stijgt de inkoop van stroom naar gemiddeld 136 kWh per m² bvo. Ten opzichte van het referentiejaar neemt het totale elektriciteitsgebruik in 2030 toe met 26%. Wel gaat de eigen opwekking van elektriciteit via pv-installaties omhoog van 19.725.000 kWh nu naar 51.603.000 kWh in 2030. Dit is ongeveer 9% van alle ingekochte stroom.

Van alle 92 ziekenhuizen willen 33 ziekenhuizen naar 2030 hun WKK-installatie afschalen. Maar liefst 41 ziekenhuizen heeft al een WKO-systeem of neemt deze in de periode tot 2040 in gebruik. 28 ziekenhuizen hebben een aansluiting op een warmtenetwerk of krijgen deze nog voor 2030. Het animo voor het gebruik van aquathermie en geothermie is laag. Slechts 4 ziekenhuizen hebben óf onderzoeken een van deze technologieën. Warmte- en koudeopslag wordt door veel ziekenhuizen gezien als dé oplossing voor het reduceren van de directe CO₂-emissie.

Na deze cijfers was het tijd voor nog een praktijkcase, namelijk die van het Maxima MC in Veldhoven. Mark Raaijmakers werkt 3,5 dag in de week voor dit ziekenhuis als energie- en verduurzamingsspecialist. Hij noemt zichzelf een echte ‘WKO-believer’ en probeert om het bivalente energiesysteem van het ziekenhuis – momenteel 70% met WKO en 30% gasgestookt – volledig monovalent en dus op bodemenergie te krijgen. In de achterliggende jaren is het ziekenhuis in Veldhoven, buurman van ASML, fors gegroeid van 44.000 m² naar 97.000 m². Sinds 2010 werkt de energiecentrale van het Maxima MC op bodemenergie maar de prestaties waren matig, zo vertelde Raaijmakers. De capaciteit werd maar voor 50% benut. Er was een balans in de bodem, maar de opslag van warmte en koude was erg laag. De COP van de warmtepompen was slechts 2, terwijl deze volgens de specs 4,2 zou kunnen zijn. Kortom, de (energie)exploitatie was dermate slecht dat de investering niet werd terugverdiend.

Vervolgens is er een hele serie aanpassingen doorgevoerd in het bovengronds ontwerp van het systeem. Ook de besturing en regeling zijn vergaand vereenvoudigd en de gebouwinstallaties zijn geoptimaliseerd. Dit heeft al geleid tot het halen van de theoretische capaciteit van de bodeminstallatie en ook de warmtepompen werken nu met hun maximale COP van 4,2. Deze eenvoudiger installatie zorgt bovendien voor een betere bedrijfsvoering en beheer. En de mate waarin warmte en koude nu in de bodem worden opgeslagen ligt fors hoger. Het resultaat is dat Maxima MC zijn energiegebruik met 54% heeft gereduceerd ten opzichte van de oude situatie in 2010. De directe CO₂-uitstoot is zelfs nog meer gereduceerd, namelijk met 64%, terwijl het Maxima MC ten opzichte van het referentiejaar 200% meer vloeroppervlakte heeft.

Om nog verder te kunnen groeien, heeft het ziekenhuis een vergunning voor een tweede bodemdoublet aangevraagd. Het ziekenhuis wil al in 2030 de doelstelling uit het Klimaatakkoord van Parijs voor 2050 halen. In 2028 wil Maxima MC een all-electric ziekenhuis zijn. Zo zal 20 tot 25% van totale jaarlijkse elektriciteitsbehoefte worden opgewekt door de 16.000 m² pv-panelen. Ook moet de volledige warmte- en koudebehoefte van het ziekenhuis uit de bodem komen, inclusief warmtapwateropwekking. Om de aanwezigen nog een aantal tips te kunnen meegeven, had Raaijmakers op een rij gezet wat er in eerste instantie mis was. Zo bleek de helft van alle kleppen en pompen in het bovengrondse systeem overbodig. Ook was er regeling op regeling gestapeld, in plaats van één hoofdregeling voor het totale installatiesysteem. Het ontwerp bleek niet afgestemd op het gebouw waardoor de volledige installatie voor de helft van de investering gebouwd had kunnen worden. “Kortom, hanteer het KISS-principe: Keep it Simple & Stupid”, besloot Raaijmakers zijn presentatie.

Na een korte pauze en een bezoek aan de technische installatieruimte van het Spaarne Gasthuis, kregen Romy Stijsiger en Niels de Groot van IF Technology het woord. Hun bedrijf is in vele rollen betrokken bij talloze bodemenergieprojecten in Nederland. Als bij al die werkzaamheden één onderdeel cruciaal is, dan is dat de kennis van medewerkers. Wie een bodemenergieproject start, moet zich niet alleen de kennis eigen maken, zo vertelden Romy en Niels, maar ook weten waar je begint en waarop je moet sturen. De medewerkers van IF Technology noemden vijf zaken waarop je kunt sturen: Comfort, Duurzaamheid, Effort, Kosten en Leveringszekerheid. Vervolgens moet je goed weten hoe het beheer eruit gaat zien. Daarbij maken zij onderscheid tussen Energetisch beheer, Technisch beheer en Juridisch beheer (BRL, omgevingsvergunning, etc.). En uiteindelijk moet elke eigenaar van een bodemenergiesysteem nadenken over een rolverdeling op Operationeel, Tactisch en Strategisch vlak. Al deze onderwerpen maken duidelijk dat er binnen een organisatie veel kennis nodig is, als je dat binnen een ziekenhuis allemaal zelfstandig wilt borgen.

IF Technology helpt veel organisaties met het leveren van kennis en diensten. Daarvoor heeft het bedrijf ‘drie smaken’ waarmee ze het kennisniveau up-to-date kan houden: Brons, Zilver of Goud. Bij een Brons-ondersteuningspakket levert het bedrijf lichte ondersteuning en periodieke checks. Het Zilver-pakket biedt reguliere ondersteuning, periodieke checks en opleidingstrajecten voor personeel. En de meest ruime dienstverlening, Goud, biedt uitgebreide ondersteuning, periodieke checks, opleidingstrajecten voor personeel en een brede vorm van ontzorging.

De laatste spreker tijdens deze middag was Kevin Kanters van Hydroscope, een onderneming die onder Brabant Water valt en een zusterbedrijf is van Hydreco, exploitant van WKO-systemen. Hydroscope richt zich op het tegengaan van legionellabesmettingen. Kanters begon zijn presentatie met zorgwekkende cijfers. In de afgelopen tien jaar is het aantal meldingen van longontsteking door legionella fors gestegen: van ongeveer 300 in 2013 naar meer dan 600 in 2021 en 2022 en zelfs 850 in 2023. De oorzaken voor die stijging liggen onder meer bij de opwarming van ons klimaat, de demografie en beter brononderzoek. Bronnen zijn vaker afvalwaterzuiveringen, koeltorens en badinrichtingen, terwijl drinkwaterinstallaties slecht in beperkte gevallen de veroorzaker zijn. Tegelijk is het zorgelijk dat zorginstellingen en ziekenhuizen bovengemiddeld aanwezig zijn in de monsteruitslagen.

Vervolgens ging Kanters in op de noodzaak om warmtapwater tot tenminste 60^oC op te warmen. Nu we steeds vaker warmtepompen gebruiken, en deze ook voor de opwarming van tapwater willen gebruiken, gaan er stemmen op om die ‘veilige 60^oC’ iets lager te mogen zetten. Dat zou in elk geval het rendement van warmtepompen sterk ten goede komen. Hij poneerde dan ook de stelling dat 50^oC veilig genoeg is. Veel mensen konden daar wel in meegaan. Anderen vonden dat je toch wel de mogelijkheid moeten houden om op sommige momenten de temperatuur naar 60^oC op te waarderen.

Tegelijk pleit Kanters ook voor het anders ontwerpen van tapwaterinstallaties of het toepassen van andere manieren van warmtapwaterbereiding. Als we minder collectieve warmtapwaterbereidingsinstallaties toepassen, is het ook minder vaak nodig om die 60^oC grens aan te houden. Beheerders zouden ook eens goed moeten onderzoeken of al die tappunten met warm water wel zo noodzakelijk zijn. Zo vertelde Cor Wegman van het Spaarne Gasthuis dat zij al op veel plaatsen de warmwatertoevoer hebben weggehaald en op andere plaatsen een decentrale warmtapwaterbereiding hebben geplaatst. Verschillende lokale warmtapwateropwekkers passeerden de revue: elektrische doorstroomboilers, heetwaterkranen, verswaterstations en zoutwaterbatterij.

Tot slot behandelde Kanters een aantal wettelijke regelingen en beoogde wijzigingen in bijvoorbeeld het Drinkwaterbesluit. Het is de vraag of die de komende jaren veel extra ruimte bieden. Ontwikkelingen met drinkwater die mogelijk meer ruimte bieden om te kunnen verduurzamen, is het benutten van energie in drinkwater. Het terugkoelen van drinkwater laat het mes aan twee kanten snijden. Kouder drinkwater is veiliger en de warmte die je onttrekt kun je mogelijk aanwenden voor ruimteverwarming. Ook zijn er al systemen die structureel warmte uit drinkwater onttrekken en die energie als bron voor een warmtepomp gebruiken of opslaan in een WKO-systeem. Zo kan onttrekking uit drinkwater ook handig zijn om een onbalans in een WKO te helpen herstellen.