Naast innovaties op warmtepompniveau zijn er ook veel nieuwe technieken en ontwikkelingen voor warmte op grotere schaal. Zo wordt het voor wijken die van het gas af gaan en warmtenetten steeds belangrijker om goede berekeningen te maken om de vraag en aanbod van warmte en duurzame energie op elkaar af te stemmen en worden er op grote schaal slimme berekeningen gemaakt met digital energy twins.

Om warmte op een efficiënte manier aan de man te brengen is het noodzakelijk om van te voren de warmtevoorziening goed af te stemmen op de warmtevraag. De vraag naar warmte kent verschillende niveaus. Zo kan er worden gekeken naar de warmtevraag op residentieel niveau, op bedrijfsniveau, op wijkniveau en natuurlijk landelijk. Voor de verschillende niveaus zijn er verschillende tools die het mogelijk maken om de juiste warmtevoorziening voor te bereiden. Duurzame warmte is immers pas echt duurzaam als er niet meer wordt geproduceerd dan nodig.

Warmte in huizen
Op residentiéel niveau is het belangrijk dat er slim wordt omgegaan met de warmtevraag en het aanbod van energie, zoals het bij elkaar brengen van de beschikbare zonne-energie en de mogelijkheid om elektrisch te verwarmen. Eerder schreef Warmte365 al over de slimme oplossingen die hier bij kunnen komen kijken.

Digital twins voor bedrijven
De volgende stap om vraag en aanbod van warmte bij elkaar te brengen is op bedrijfsniveau. Bedrijven hebben vaak de mogelijkheid warmte af te nemen van verschillende bronnen. Warmte kan komen van lokale industrie, van een warmtenet, uit de grond of er kan zelfstandig warmte worden geproduceerd uit hernieuwbare bronnen zoals zonne-energie windenergie of biomassa. Om zo efficiënt mogelijk met de beschikbare energie om te gaan is het noodzakelijk om de juiste keuze te maken in welke bron of bronnen een bedrijf wil gaan gebruiken. Een digital twin kan een uitkomst bieden bij het maken van die keuze.

De digital twin is een verzamelnaam voor allerlei programma’s die verschillende systemen - zoals warmtepompen, zonnepanelen en andere elektrische installaties - in de realiteit kunnen simuleren. Door gebruik te maken van een digital twin kan er grondig worden gekeken naar wat een potentieel warmteplan gaat opleveren en waar de risico’s zitten in de aanleg, nog voordat deze wordt gebouwd. Deze innovatie zorgt er voor dat er ook op grote schaal kan worden berekend hoe een plan in elkaar moet steken zonder de initiële lasten.

Christof Brunner, CEO van AEE INTEC Oostenrijk, licht in een panel van de European Heat Pump Association toe dat het belangrijk is om goed alle vraag naar warmte af te stemmen op de beschikbare energie. In zijn provincie in Oostenrijk is er al in kaart gebracht welke warmtebronnen (door bijvoorbeeld lokale industrie) waar beschikbaar zijn en hoeveel van deze gewonnen warmte verloren gaat. Hij raad dan ook aan om goed te gaan kijken “welke bronnen kunnen passen bij welke warmte behoefte, en zo wellicht een mix van energie bronnen af te nemen”.

Een digital twin kan volgens Brunner hier een belangrijke rol in spelen. Een digital twin kan namelijk “op voorhand doorrekenen welke bron het van energie het beste kan worden toegepast zodat het duidelijk wordt waarin geïnvesteerd moet worden. Ook als de energievoorziening al in gang is gezet kan een digital twin berekeningen maken over hoe het gebruik van de warmte het beste geoptimaliseerd kan worden.”

Wijken aansluiten op het warmtenet
Om de warmtevraag op wijkniveau uit te rekenen heeft TNO een tool ontwikkeld. De zogeheten warmteprofielengenerator. Met de warmteprofielengenerator kan per uur worden berekend wat de warmtevraag is in een wijk over een heel jaar.

Het is noodzakelijk om van te voren rekening te houden met de warmtevraag in bepaalde wijken omdat het aantrekken van energie gevolgen kan hebben voor de bron van de warmte. TNO stelt dat: “Inzicht in de warmtevraagprofielen is nodig om een goede inschatting te maken van de impact op de energie-infrastructuur, en om de juiste integrale keuzes over de lokale en regionale warmtevoorziening te kunnen maken.”

Om verdere berekeningen te maken over de ligging van de warmtenetten, de hydraulische druk, en warmtetransport wordt voor de aanleg ArcGIS gebruikt. Dit programma kan als een digital twin worden gebruikt om de aanleg van hele warmtenetten van wijken door te rekenen.

Nationaal
De toekomst van hernieuwbare warmtevoorziening zit volgens Brunner in de zogeheten energy hubs. Energy hubs zijn lokale uitwisselingen van warmte, welke op nationaal niveau kunnen worden overzien. Een energy hub komen vraag en aanbod van energie bij elkaar. Zo kan bijvoorbeeld de restwarmte van lokale industrie worden gebruikt om huizen te verwarmen, een verschot aan zonne-energie worden verbruikt in de industrie, biomassa worden verbrand om elektriciteit op te wekken, elektriciteit van wind worden gebruikt om waterstof te maken enzovoorts.

In de visie van Brunner worden in de toekomst door goede berekeningen te maken en alles te monitoren door middel van digitalisering alle vraag en aanbod aan verschillende soorten duurzame energie op elkaar afgestemd en binnen een circuit uitgewisseld. Brunner stelt dat het hierbij “noodzakelijk is om de industrie te integreren in de regio”. “Energy hubs spelen een cruciale rol in de overgang naar een circulaire economie door het faciliteren van de uitwisseling van middelen”, aldus Brunner.