Elektrificatie van ons huis

Leestijd: 5 minuten

Het lijkt me duidelijk dat de klimaatverandering voor een groot deel toe te schrijven is aan menselijke handelen. Tuurlijk, de huidige manier van leven heeft een hoop vooruitgang gebracht, maar het is duidelijk dat er wat moet veranderen. Inmiddels zijn er een boel mensen overtuigd dat we geen fossiele brandstoffen meer moeten verbranden. Maar heel veel mensen zijn gewend aan de huidige situatie en dat verander je niet zomaar.

Het is een cliché maar ik ben ervan overtuigd dat een betere wereld bij jezelf begint. Vandaar dat ik een aantal jaren geleden ben begonnen om uit te zoeken hoe het voor mij anders kan. Elektrificatie van mijn huis en vervoer zijn het resultaat. Een motivatie achter deze website is om te vertellen over wat ik gedaan heb, zodat er misschien meer actie ondernomen wordt.

Maar is elektrificatie wel zo’n goed idee?

Hmm, lastig! Maar fundamenteel zou ik zeggen van wel: Totaal geen fossiele brandstoffen meer verbranden is de enige optie.

Wat is er dan lastig?

Het probleem is dat we niet genoeg duurzame alternatieven hebben om de stroom op te wekken. Naar aanleiding van het energie-akkoord is er een website EnergieOpwek.nl in de lucht waarin de actuele Nederlandse energieproductie per dag is te zien.  Daarop is te zien dat in oktober 2017 er een paar winderige dagen zijn dat er genoeg energie is geproduceerd voor net geen miljoen inwoners. Dus bij lange na niet genoeg om iedereen van duurzame energie te voorzien en de industrie is daarbij ook niet inbegrepen.

Buitenlandse duurzame stroom

Sommige landen, zoals Noorwegen, hebben wel een duurzame energieproductie (voornamelijk waterkracht). Dit land is daarnaast interessant omdat we daarmee verbonden zijn via een directe stroomkabel. Helaas kan er maar een beperkte hoeveelheid energie over getransporteerd kan worden, namelijk 20% van de maximale energieproductie in oktober 2017 (700MW). Ook dat gaat dus niet zorgen voor onze volledige energieproductie, maar het kan misschien wel een beetje fluctuatie opvangen.

Vorig jaar hebben we een half jaar in de Canadese provincie Québec gewoond, dat net als Noorwegen volledig duurzame stroomopwekking heeft. Daar hebben we stuwdam van Hydro Quebec bezocht en uitgebreide voorlichting en een rondleiding gekregen. De stroomprijs in Quebec is zeer laag en dat draagt zeker bij aan de interesse voor elektrisch rijden. Er rijden heel veel Nissan Leaf auto’s rond, veel meer dan Tesla’s, ondanks dat de afstanden in Canada aanzienlijk zijn. Laden, zelfs snelladen, is er zeer goedkoop. Ook worden daar veel huizen verwarmd met een warmtepomp, waaronder die van ons.

Op een tour met onze oudste dochter aan een stuwdam van Hydro Québec.
Op een tour met onze oudste dochter bij een stuwdam van Hydro Québec.

Productie in Nederland?

Quebec en Noorwegen zijn mooie voorbeelden, maar wij zullen het in Nederland toch van andere stroomproductie moeten hebben.  Dit is vooral een uitdaging voor energie- en netwerkbedrijven. We kunnen als gezin in een rijtjeshuis slechts beperkt stroom opwekken. Natuurlijk hebben we zelf zonnepanelen, maar die stroom wordt vooral in de zomer opgewekt wanneer er minder behoefte is aan die stroom. Windenergie is mooi, we kunnen echter niet zelf een windmolen in de achtertuin zetten. Voor nu zijn wij slechts consument en dan is het wel belangrijk een energiebedrijf met duurzame stroom te kiezen! Daar ligt een belangrijke keuze in, want er moet voor de energiebedrijven een financieel motief zijn om duurzaam te investeren. Als iedereen voor een duurzaam energiebedrijf zou kiezen dan schiet het al een stukje op…

Allemaal elektrisch?

Het zou lastig zijn als we in een klap alleen nog maar stroom zouden gebruiken, maar dat gebeurt toch niet.  Wel is het belangrijk dat we de komende jaren stappen zetten om die overgang geleidelijk te maken. Daarbij is het goed om je te realiseren dat er een keuze is op het moment dat er een aanpassing moet gebeuren aan het huis. Bij ons is de cv-ketel is al oud en niet zo efficiënt. Maar die gaan we niet meer vervangen, want dat geld investeren we anders.  Een jaar of twee geleden hebben we de badkamer laten verbouwen (zie vorig artikel). Binnenkort laten we de keuken vernieuwen, met de keuze voor een inductieplaat en kokendwaterkraan zijn we gasvrij. Dat betekent dat er toch zeker vier jaar overheen zijn gegaan, met vrij grote investeringen. Anderen zullen daar misschien nog wel langer over doen.

Toch elektrificatie

Er is een aantal voordelen aan elektrificatie, waarvan de energiebesparing toch wel de belangrijke is.  Nog een voordeel is dat je als consument keuze hebt in de stroomleverancier, door goede scheiding van netwerk en levering. Dat is op andere terreinen (zoals warmtenetten, tv kabel) nog wel eens anders.

Elektrisch verwarmen is zeer efficiënt, het kan worden toegepast waar dat nodig is en er is veel controle. Zo hebben we in huis infraroodpanelen aan het plafond hangen om ons lokaal op te warmen. Zoals eerder geschreven verwarmen we het water in de badkamer met een doorstroomverwarmer, die het water dicht bij de kraan opwarmt. Daarnaast verwarmt hij het water niet meer dan nodig, slechts een paar graden boven de douchetemperatuur. Extra energiebesparend is het warmte-terugwin-systeem, dat de warmte van het aflopende douchewater gebruikt om het aanvoerende water de verwarmen. Dit scheelt 40% in het stroomverbruik.

Vergelijking met gas

Voordat we begonnen met elektrisch verwarmen hadden we een gasverbruik tegen de 1000 m3, wat neerkomt op ongeveer 10.000 kWh. Deze omrekening maakt het vergelijken makkelijker en het geeft inzicht in hoeveel energie er gebruikt wordt. Het grootste voordeel van gas is op dit moment dat het relatief goedkoop is. Als je 10.000 kWh zou verbruiken aan stroom dan ben je ongeveer 3 keer zo veel geld kwijt. Dat is  niet zo gek, want stroom produceren uit gas is gewoon niet zo efficiënt (60-65% max). De nieuwe regering heeft plannen om de belasting op gas te verhogen en die op elektriciteit iets te verlagen. Dat zou een prikkel kunnen geven om over te stappen van gas op elektriciteit.

Het interessante is dat we nu voor het verwarmen maar 5.000 kWh verbruiken. Dat komt dus neerkomt op een energie verbruik van 50% ten opzichte van de oude situatie met gas. En het verwarmen van het huis zou nog wat efficiënter kunnen met een warmtepomp die we nog gaan aanschaffen. De energiebesparing door elektrificatie kan dus aanzienlijk zijn, zolang de elektriciteit duurzaam is opgewekt.

Zuinig rijden

Hetzelfde geldt ook voor rijden op elektriciteit. Een dieselmotor heeft een rendement van 35%, terwijl een elektrische auto het zeker twee keer beter doet.  Mijn vorige auto was een Seat Ibiza diesel. Deze had een verbruik van 1 op 23.5 km, ofwel 4.25 liter per 100 km. Mijn Nissan Leaf verbruikt ongeveer 18 kWh per 100 km. Nu de omrekenfactor nog! Een liter diesel is ongeveer 10 kWh aan energie. Dus mijn Ibiza verbruikt over dezelfde 100 km ongeveer 42.5 kWh. Dat betekent dat mijn diesel auto over 100 km ongeveer 60% meer energie nodig heeft. En dan was mijn Ibiza nog een relatief zuinige auto!

Tot slot

Hoewel er vooralsnog een gebrek aan voldoende groene stroomproductie is, is een (gedeeltelijke) elektrificatie van bestaande huizen een goede stap naar een duurzamere toekomst. Belangrijkste is dat je als consument de keuze hebt om de wereld een klein beetje beter te maken, zonder dat dit perse met een rigoureuze verbouwing of verandering van leefstijl gepaard hoeft te gaan. Natuurlijk is niet iedere woning hetzelfde en de ene investering heeft meer zin dan de andere. Maar het ontbreekt niet aan mogelijkheden om elektrificatie toe te passen!

Onze duurzame badkamer zonder gasverbruik

Leestijd: 5 minuten

Het huis had een relatief nieuwe badkamer toen we het kochten, alleen niet echt in onze smaak. Het was knal oranje/rood met een beetje wit, blehhh. Daarnaast stonden wc, bad en douche op een oppervlak net iets boven de 4 m2 en dus een beetje krapjes. Toen op een gegeven moment de vloer begon te lekken werd het tijd voor onze duurzame badkamer.

Wat te doen met de warmte?

Om het huis duurzamer te krijgen moesten we iets voor het warme water en de verwarming bedenken. Al snel kwamen we via thuisbaas.nl op een infrarood paneel voor de verwarming. Uiteindelijk was dit het eerste paneel dat we kochten waarna nog een aantal meer volgden. Die van de badkamer hebben we netjes in het plafond weg laten werken. Dit infrarood paneel heeft een andere werking dan een conventionele verwarming. Daar zal ik een andere keer meer over schrijven.

Infrarood verwarmingspaneel in het plafond van de badkamer
Infrarood verwarmingspaneel in het plafond van de badkamer

Dan alleen nog een oplossing voor het warme water. De mogelijkheid voor een zonneboiler was al verkeken doordat we het jaar hiervoor zonnepanelen hadden aangeschaft voor ons relatief kleine dak. Achteraf denk ik ook niet dat het een goede keus was geweest. Het rendement van de zonnepanelen is erg laag in de wintermaanden, wanneer je het juist nodig zou hebben voor warmte. Dus daar was ook maar een kleine temperatuurstijging van het water via een zonneboiler uitgekomen. Een hybride systeem (combinatie van zonnepaneel en boiler) leek me later wel een goed idee. De zonnepanelen worden toch heet en die warmte kan je het beste afvoeren en aan water overdragen. De warmte van de zonnepanelen gebruik je anders toch niet en het heeft een negatieve werking op het rendement.

Het voordeel van een zonneboiler is dat het water door de zon verwarmt wordt en dus geen extra energie vraagt. Onze duurzame badkamer kan dan alleen nog maar gerealiseerd worden door elektrische verwarming toe te passen waarbij de elektriciteit met duurzame energievormen opgewekt is. het voordeel van elektrische verwarming is dat het nagenoeg 100% efficiënt is. Het is misschien niet perse goedkoper om elektrisch te verwarmen, maar er hoeft geen verbranding van fossiele brandstoffen meer plaats te vinden.

Een doorstroomverwarmer

Op een gegeven moment kwam ik voor het warme water op arconell.nl terecht, waar informatie stond over een doorstroomverwarmer. Deze worden veel in Duitsland gebruikt, in tegenstelling tot Nederland vanwege het relatief goedkoop gas aan huis. Een doorstroomverwarmer is niet veel meer dan een stuk metalen buis waar je stroom door heen laat lopen zodat deze warm wordt. Deze warmte wordt dan aan het stromende water meegegeven en het water komt er dan warmer uit dan dat het er in gaat. Ze zijn tegenwoordig ook via thuisbaas.nl te verkrijgen.

Het mooie van een doorstroomverwarmer is dat deze nagenoeg 100% efficiënt is. Er treedt wat verlies op over de afstand van het apparaat naar de douche. Bij voorkeur plaats je hem dus ook zo dicht mogelijk bij de douche. Daarnaast gaat het water er met iets boven de douchetemperatuur uit. Een typische CV ketel hangt ver weg en verwarmt het water naar een hoge temperatuur. Hoe hoger de temperatuur en hoe langer de weg, des te meer er verloren gaat.

Het vermogen

Nu kan je een eenvoudig sommetje maken om te bepalen hoe veel vermogen de verwarmer dan nodig heeft. Als je water bij 10 graden binnenkomt en je 10 liter per minuut wilt verbruiken bij 40 graden heb je 30*10*4.19/60 = 21 kW aan vermogen nodig. Dit is een temperatuurverschil van 30 graden. Je hebt 4.19 kJ nodig om 1 liter water 1 graad te laten stijgen in temperatuur.  Nu geeft dat dus ongeveer 10 keer zo veel vermogen als een typische waterkoker van 2 kW. Dat klinkt als veel… Ehh, ja, is ook wel iets waar je rekening mee moet houden, maar is voor een bestaand huis prima te doen!

Siemens Doorstroomverwarmer in de badkamer
Siemens Doorstroomverwarmer in de badkamer

Uiteindelijk zijn we voor een Siemens apparaat met een aansluitwaarde van 18 kW gegaan, iets minder vermogen dan uit de bovenstaande berekening nodig lijkt te zijn. De belangrijkste reden hiervoor is dat deze aansluitwaarde met een standaard meterkast aansluiting (3 x 25 Ampere) te gebruiken is. Deze aansluiting kost niets meer dan als je een enkele fase zou hebben. Het is ook mogelijk om 3 x 35 Ampere te krijgen, maar daar betaal je veel meer vastrecht voor, waardoor de elektriciteitsrekening flink hoger zou uitvallen. Onze meterkast was wat verouderd, dus voor de verbouwing van de badkamer is er een nieuwe geplaatst met drie-fasen aansluiting. Dat kost eenmalig een beetje geld, maar voor een huis zonder gas zeker noodzakelijk.

Bijkomende benodigdheden

We hebben ook een warmte terugwin (WTW) installatie laten plaatsen. De warmte in je afvoerwater kan gebruikt worden om het toestromende water te verwarmen. Zo’n installatie is relatief goedkoop ten opzichte van de gehele verbouwing en is vrij snel weer terug verdient. In ons geval winnen we ongeveer 40% van de energie uit het afvoerwater terug. Dat kan iets beter zijn, maar ook iets slechter, en is afhankelijk van hoe de installatie is. Daar is verder niet veel aan te doen, er gaat onderweg naar de WTW warmte verloren en de overdracht is ook niet 100%.

En een ander belangrijk detail is dat het waterverbruik van de douche bepaald wordt door de doorstroomverwarmer.  Wij hebben gekozen voor een regendouche met een handdouche en een maximaal verbruik van 9.5 liter per minuut. Dit is dicht tegen de waarde uit bovenstaande berekening, maar de regendouche staat typisch niet vol open. Dan nog komt er ruim voldoende water uit voor ons.

Uiteindelijk wordt het vermogen dat de doorstroomverwarmer nodig heeft puur bepaald door de hoeveelheid water en het temperatuurverschil. Dat betekent dat het vermogen hoog is wanneer er koud water instroomt, maar dat vermogen neemt af door de opwarming van het invoer water via de WTW.

Nog een grafiekje!

Het vermogen van de doorstroomverwarmer is eenvoudig te meten en staat in het plaatje hieronder weergegeven. In de grafiek is te zien dat er een paar minuten durende piek is van ongeveer 9 kW. Dan treedt de WTW effectief in werking en daalt het verbruik tot 5 kW. In totaal wordt er 1.5 kWh verbruikt in ongeveer 15 minuten. Voor een compleet beeld van de situatie ontbreekt nog hoe veel water er is verbruikt en de temperaturen van instroom en de douchetemperatuur. Maar waarschijnlijk zit het niet ver naast 30 graden verschil in temperatuur. De verwarming is 100% efficiënt en je moet dan rekenen met 9 kW aan vermogen, wat dus in de buurt komt van 4.5 liter water per minuut.

Verbruik met grafiek van de doorstroomverwarmer tijdens een douchebeurt
Verbruik met grafiek van de doorstroomverwarmer tijdens een douchebeurt

Tot slot

Onze duurzame badkamer is inmiddels meer dan twee jaar geleden geïnstalleerd en we genieten er elke dag van!