Besparen op verwarming en koeling terwijl je het klimaat redt? Het kan!

Het is een heersende gedachte die stelt dat beslissingen die goed zijn voor je portemonnee, slecht zijn voor het milieu en andersom. Niets blijkt minder waar! Door de juiste technologieën te combineren, kan je namelijk 30% besparen in de kosten van verwarming en koeling én help je het klimaat erop vooruit.

Een korte geschiedenis

Sedert het begin der tijden heeft de mens warmte gewild. De oermens leerde het vuur beheersen om zich te verwarmen en later ontwikkelden de Romeinen als eerste het concept van een centrale verwarming. De manier waarop we verwarmen, is echter sterk veranderd. Daar waar onze verre voorouders sprokkelhout deden smeulen door vuurstenen, hebben wij vele mogelijkheden om ons te verwarmen: we kunnen zonnecollectoren gebruiken die ons warm water geven, we hebben gasketels, palletkachels, stookolieketels, warmtepompen etc.

In 1902 ontstond het idee van een airconditioning. Vanaf toen kon de mens in welk klimaat hij ook leefde, volledig zijn eigen comfort gaan bepalen, zolang als hij de rekening van de technologieën maar betaalde. De laatste jaren echter zijn gasketels en airco’s, die extra comfort bieden, in een slecht daglicht gekomen, omdat ze eigenlijk niet goed zijn voor het klimaat.

Een foute gedachte ontkracht

Een heersend idee is dat economie en duurzaamheid lijnrecht tegenover elkaar staan. Wie een wagen wil hebben die beter is voor het milieu, zal hiervoor ook meer moeten betalen. Wie zuiniger wil omspringen met elektriciteit, zal moeten investeren in duurdere ledverlichting. En wie duurzaam wil vliegen, zal toch een extra compensatie moeten betalen bij zijn vliegtickets.

Dit onderzoek is gestart vanuit die ogenschijnlijke tegenstelling: kunnen we op een duurzame manier onze gebouwen verwarmen en koelen, zonder dat we hiervoor meer moeten betalen of moeten inboeten aan comfort? Het antwoord is driedelig ja. Ja, we kunnen duurzamer verwarmen en koelen. Ja, we kunnen dit zonder in te boeten aan comfort. En ja, we kunnen dit goedkoper doen, soms zelfs tot 30% goedkoper.

Energie uit het rijk van Hades

Om dit doel te bereiken, hebben we geen complexe nieuwe technieken nodig. De essentie zit in het combineren van verschillende technologieën, ze te gebruiken op het juiste moment én door energie op te slaan over de seizoenen heen.

Door energie op te slaan, kunnen we namelijk vermijden dat we energie verspillen. Conceptueel is dit eenvoudig: in de winter hebben we koude op overschot en hebben we extra warmte nodig, maar in de zomer hebben we warmte op overschot en willen we net koude. Ideaal zou het dus zijn als we de koude vanuit de winter een half jaar kunnen opslaan om deze in de zomer te kunnen gebruiken als goedkope koeling en vice versa voor het opslaan van de warmte in de zomer. Op die manier zorgen we ervoor dat we minder bijkomend moeten verwarmen en koelen. Minder verbruiken: goed voor het klimaat dus!

De beste plaats om deze koude en warmte op te slaan, is onder de grond, op een diepte van 50 tot 150m om precies te zijn. Praktisch kunnen we dit door een hoop gaten in de grond te boren. We plaatsen een plastic leiding in het gat en gieten het gat vol met beton. Op die manier bekomen we een veld van geboorde gaten: een boorveld.

(bron: NRGeo Natural Resources, https://www.nrgeo.be/dimensionering-boorveld)

Bezint eer ge begint

Met een boorveld kunnen we heel eenvoudig energie opslaan. We kunnen namelijk warmte opslaan, door het warme water van in de zomer door de leidingen in de boorputten te sturen. Het water geeft zijn warmte af aan de bodem en komt gekoeld weer naar boven. Op die manier bereiken we twee doelen: 1) de bodem heeft een deel van de warmte opgeslagen en 2) we hebben koude uit de grond gehaald om ons gebouw te koelen. In de winter draaien we het om. We pompen nu koud water door de warme grond. Dit water warmt op en koelt tegelijk de grond weer af.

Hoewel dit conceptueel goed te begrijpen valt, moeten we wel opletten. We kunnen namelijk niet de grond te hard afkoelen of te sterk opwarmen, willen we het biologisch leven niet schaden. De temperatuur in de bodem moet altijd tussen de 0 en 16°C blijven. Als we dus meer energie willen opslaan, zit er niets anders op dan ofwel meer ofwel diepere boorputten te voorzien. Hier moet dus op voorhand over nagedacht worden, want een groter veld impliceert een grotere kost.

Bepalen hoe groot een boorveld moet zijn, is een theoretisch en technisch heel moeilijk probleem dat geanalyseerd werd in dit onderzoek. We willen namelijk omwille van de kosten het veld ook niet te groot maken. We zoeken dus een evenwicht tussen: de investeringskost van het boorveld en de kosten van andere installaties (zoals een airco, gasketel, zonnecollectoren voor warm water etc.).

Combineer en heers

De ontwikkelde methode werd getest op enkele concrete gebouwen. Daaruit bleek dat we om te verwarmen best gebruik maken van een boorveld, maar ook van een warmtepomp (die warmte uit de lucht haalt) en zonnecollectoren. In de tussenseizoenen was de zonnecollector het belangrijkst, omdat er dan meer zon is, maar in de wintermaanden werd er vooral op het boorveld teruggevallen. De warmtepomp werd ingezet om tijdelijke pieken op te vangen.

Bij koeling zien we ook een optimale combinatie tussen een airco en een boorveld. We gaan eigenlijk zoveel mogelijk koelen met het veld, maar in de warmste periodes van de zomer, hebben we een airco nodig, omdat we anders ons veld over zijn limieten laten gaan.

Verbouwen! Of niet?

Dus allemaal meteen naar de architect toe? Toch niet. Uit het onderzoek bleek dat er veel potentieel is, maar vooral in grotere projecten (woonwijken, winkelcentra, sportcomplexen) omdat de kost voor één enkel huis te groot is. Toch geeft dit onderzoek ons hoop voor de toekomst omdat het toont dat we weldegelijk kunnen besparen én duurzaam zijn. Omdat we allemaal meer en meer in steden, appartementen en wijken gaan wonen, is dit onderzoek dus een uitgangspunt voor toekomstige projecten. Want wie wil er nu niet het klimaat redden en geld besparen?