ENGINE-elektra: projectresultaten vormen basis voor afspraken tussen drinkwater- en energiesector

In eerder TKI-verband tussen drinkwaterbedrijven en de energiesector is de invloed onderzocht van warmtenetten op de temperatuur van drinkwater in het leidingnet. Nu was het de beurt aan elektriciteitskabels. “Dit ligt een stuk complexer”, zegt Anke van Dellen van Vewin. “Maar de basis is gelegd om sectorafspraken te kunnen maken.”

Voor goed en veilig drinkwater zijn drinkwaterbedrijven wettelijke verplicht de temperatuur aan de kraan (‘tap’) op 25 ºC of lager te houden. Dit gaat de groei van schadelijke micro-organismen zoals Legionella tegen. Drinkwater kan opwarmen als gevolg van een veranderend klimaat, maar ook door warmtebronnen in de ondergrond zoals warmtenetten. Tegelijkertijd zet Nederland in op een energietransitie waardoor het aantal warmtenetten en elektriciteitskabels sterk zal toenemen. De uitdaging is om samen de ondergrond in te richten zodat ieders belang wordt meegenomen.

In het TKI-project ENGINE (2020-2022) is daarom onderzocht welke ruimte er is voor warmtenetten in de energietransitie, zonder dat het drinkwater hierdoor opwarmt. Het doel is een soepele uitrol van de energietransitie zonder dat schadelijke effect op het drinkwater. Dit heeft geleid tot sectorafspraken tussen Vewin en Energie Nederland. Het vervolgproject ENGINE-elektra, dat onlangs is afgerond, dook in het effect van het elektriciteitsnet. Hiervoor werd nauw samengewerkt tussen de Nederlandse drinkwaterbedrijven en Netbeheer Nederland.

Veilige energietransitie

Van Dellen, werkzaam als Stuurgroep Secretaris Bodem en Infrastructuur bij Vewin, schets de achtergrond. “Als drinkwatersector willen we graag bijdragen aan de energietransitie, maar de volksgezondheid staat hierbij altijd voorop. In mijn dagelijks werk merk ik hoe goed drinkwaterbedrijven en netbeheerders al samenwerken in de ondergrond. Er ligt een enorme druk op de energietransitie, bijvoorbeeld omdat het stroomnet overvol is. Er moeten allemaal transformatorhuisjes bijkomen om de stroom te verdelen en er worden extra elektriciteitskabels aangelegd. Sectorafspraken zijn nodig om bijvoorbeeld vast te stellen op welke afstand kabels en leidingen moeten liggen en in welke gevallen hiervan kan worden afgeweken. Zo weten ook de collega’s buiten dat ze veilig werken, volgens een aanpak die onderbouwd is en waar iedereen achter staat. Zulke sectorafspraken maak je niet zomaar. De handvatten die hiervoor nodig zijn, heeft dit onderzoek gegeven.”

Getrapt model

Om het effect van elektriciteitskabels op de drinkwatertemperatuur in het leidingnet te onderzoeken, zijn experts vanuit de elektra- en drinkwatersector bij elkaar gezet. Ralph Beuken, onderzoeker bij KWR, licht toe hoe dit ging. “We hebben technici gevraagd naar verschillende manieren waarop elektriciteitskabels bij elkaar liggen. Want daar hebben wij als drinkwatermensen geen zicht op. Zo kwamen we uit op zes standaardconfiguraties. Vervolgens zijn we getrapt gaan modelleren. In de eerste modeltrap keken we voor elke configuratie hoeveel warmte deze afgeeft aan de ondergrond. De uitkomsten hiervan vormden de input voor de tweede modeltrap die berekende wat die opwarming betekent voor de drinkwatertemperatuur bij de klant. Met veldmetingen hebben we de uitkomsten van de modellen getoetst aan de praktijk.”

Elektriciteitsnet complexer dan warmtenetten

Waar warmtenetten de warmte proberen vast te houden, geldt bij elektriciteitskabels dat zij hun warmte juist kwijt willen. Lokaal kan dat leiden tot forse opwarming van de bodem. De uitdaging van het onderzoek lag in het vaststellen van een modelmatige representatie van de situatie in de ondergrond en belasting van kabels in de nabije toekomst. Uit de resultaten blijkt dat binnen bepaalde voorwaarden in veel gevallen het risico op opwarming van drinkwater bij de klant klein is. De grootste watertemperatuurverhoging treedt doorgaans op waar hoger belaste kabels samenvallen met uiteinden van het leidingnet: kleine leidingen waar relatief weinig water doorheen stroomt. “Gaandeweg het project merkten we dat het elektriciteitsnet een stuk complexer is dan warmtenetten”, zegt Beuken. “Buizen van een warmtenet hebben altijd dezelfde temperatuur. Dat is bij elektriciteitskabels niet zo. Hier hangt de temperatuur bijvoorbeeld samen met de hoeveelheid stroom die erdoorheen loopt, en ook met het isolatiemateriaal.”

Volgens Van Dellen leiden de resultaten nog niet tot een concrete veilige afstand tussen elektriciteitskabels en drinkwaterleidingen. “In overleg met Netbeheer Nederland willen we tot een uitgangspunt komen. Maar daarmee zijn we er nog niet. Iets wat ik vooral uit dit project meeneem, is dat we toekomstige ontwikkelingen goed in de gaten moeten houden. Met steden die steeds dichter bevolkt zijn, neemt de elektrificatie alleen maar toe. Nu we hebben gezien dat hoger belaste kabels wel voor opwarming van de drinkwatertemperatuur in leidingen kunnen zorgen, is het belangrijk om na het maken van sectorafspraken tussentijds te blijven evalueren of ze nog kloppen.”

Meerwaarde van landelijke afspraken

Voor het innemen van een gemeenschappelijk standpunt deden alle Nederlandse drinkwaterbedrijven aan ENGINE-elektra mee. “De energietransitie speelt natuurlijk in ons hele land”, zegt Christian Kivit, netstrateeg bij Evides en dossierhouder rond dit thema. “Evides heeft een uitgestrekt voorzieningsgebied met bijbehorend lange afstanden tussen de zuivering en de tap. Daardoor is er veel interactie met de ondergrondse omgeving.” Voor Rotterdam – een hotspot van industriële activiteit en verstedelijking – ziet Kivit bijvoorbeeld nagenoeg wekelijks uitbreidingsplannen van netbeheerder Stedin voorbijkomen. Dat leidt tot veel afstemming, waarbij de analyse van thermische beïnvloeding veel werk kost. Dat ENGINE-elektra zal leiden tot sectorafspraken die landelijk gelden, is volgens hem een flinke meerwaarde. “De omgevingsmanagers van Evides en Stedin hoeven dan niet per project een beoordeling te doen, maar gebruiken de overkoepelende afspraken. Dit levert tijdwinst op voor beide partijen en we kunnen hiermee bijdragen aan de energietransitie.”

Naast deze uitkomst zal het altijd nodig zijn om in bepaalde gevallen met elkaar in gesprek te gaan, denkt Kivit. “Zo komen bij Bergen op Zoom twaalf hoogspanningskabels bij elkaar onder de grond te liggen, direct naast onze leiding. De bodem kan hier flink opwarmen. Dit is niet te vangen in onderzoek naar standaardsituaties en vraagt om maatwerk. Tegelijkertijd toont ENGINE-elektra aan dat in gebruikelijke gevallen, zoals minder dichtbebouwde woonwijken, het risico op thermische opwarming beperkt is. De sectorafspraken die er gaan komen, zijn bedoeld voor een soepele afstemming tussen netbeheerders en drinkwaterbedrijven. Ze geven een helder kader en brengen beide belangen – energietransitie en waterkwaliteit – in balans.”

Onderzoek en wederzijds begrip

Volgens Kivit is het een enorme winst dat tijdens het project de water- en energiesector nauw met elkaar hebben opgetrokken. “Zowel drinkwaterbedrijven als netbeheerders streven naar een robuust netwerk en een goed gebruik van de schaarse ondergrondse ruimte. De kracht van TKI is dat beide partijen aan tafel zaten en op een open manier hun belangen naar voren konden brengen.”

Naast de zoektocht naar het grote geheel in een maatschappelijk vraagstuk zoals de energietransitie, helpen ook technische details om elkaar beter te begrijpen. Van Dellen vult aan: “Tijdens het onderzoek heeft KWR samengewerkt met DNV – het onderzoeksbureau van de elektriciteitssector. En andersom hebben de netbeheerders gezien hoe KWR werkt. Zo leer je de uitdagingen van de ander kennen. Dat wij als drinkwaterbedrijven beschermend en soms conservatief overkomen, komt voort uit onze drijfveer: de volksgezondheid. De wettelijke 25 ºC-grens voelt vaak abstract. Maar als je ziet hoe betrokken iedereen is bij zijn eigen sector, zegt dat veel meer dan zo’n getal.”

Samenwerkingspartners

Het project ‘ENGINE-elektra’ kwam tot stand met de volgende samenwerkingspartners: KWR Water Research Institute, Netbeheer Nederland, Alliander, Stedin, Enexis, Brabant Water, Dunea, Evides, PWN, Oasen, Vitens, Waterbedrijf Groningen, Waternet, WMD en WML.