WarmteStad en KWR demonstreren duurzaam warmtesysteem in Groningen met digital twin

In de projectperiode van 2021 tot 2026 heeft WarmteStad de Warmtecentrale Zernike in Groningen gebouwd en daarbij een multi-bronnenstrategie ontwikkeld. Via het warmtenet voorziet WarmteStad verschillende Groningse buurten en de universiteitscampus van warmte. De doelstelling is om warmte te leveren uit restwarmte van datacenters en zonthermie, overtollige duurzame warmte ondergronds op te slaan en een reductie te realiseren van CO2-emissie. Het project is door KWR benut als ‘living lab’, waarbij parallel aan de bouw van de warmtecentrale een digital twin is opgesteld.  

De warmtecentrale is eind 2022 in gebruik genomen, en daarna steeds verder uitgebreid en geoptimaliseerd. In de eerste jaren lag de nadruk op leveringszekerheid. De jaren daarna is vanuit deze basis gewerkt aan het toevoegen van assets, gericht op een groeiend aandeel restwarmte en zonthermie bij een groeiende warmtevraag. De multi-bron strategie van WarmteStad leidt tot veel keuzevrijheid en flexibiliteit. De keerzijde hiervan is dat de aansturing snel complex wordt en zodoende veel vraagt van operators en ontwikkelaars. 

Figuur 1. Energiestromen in de warmtecentrale in 2025. Analyse op basis van monitoringsgegevens van WarmteStad.

Digital twin ondersteunt optimalisatie

Bij de opzet van de digitale tweeling is een iteratief proces gevolgd van opzet, verwerken van monitoringsdata, validatie, scenario studie en evaluatie, waardoor al tijdens de ontwikkelperiode een check wordt uitgevoerd op compleetheid van de monitoringsgegevens, het functioneren van individuele assets wordt geëvalueerd, en de regeling en inzetstrategie meermaals is besproken.  

De verkenningen met de digital twin geven een beeld van het functioneren van de warmtecentrale tot 2030. De resultaten bieden zicht op een dalend aandeel in de warmtelevering van de gasketels en een groeiende inzet van duurzame warmte. De rol van de seizoensopslag is in de scenariostudie geëvalueerd. In de situatie met een groeiscenario in vraag en aanbod, blijkt dat de seizoensopslag bijdraagt aan optimale benutting van duurzame bronnen op jaarbasis, maar dat deze ook een systeemfunctie heeft voor de langere termijn. Bij groeiende vraag en aanbod kan de seizoensopslag een bufferfunctie vervullen in de multi-bronnenstrategie, en zo fluctuaties en onzekerheden in het groeiscenario opvangen. 

Figuur 2. Verkenning van de multi-bronstrategie van WarmteStad tot 2030 met de digital twin

CO₂-doel naar verwachting in 2028 of 2029 bereikt

Bij de multi-bronnenstrategie van WarmteStad is als doelstelling gesteld om een cumulatieve reductie te realiseren van 15,7 kton CO2-emissie in de eerste vijf jaar van de warmtecentrale. Volgens de duurzaamheidsrapportages van WarmteStad is in de periode 2023-2025 een totaal van 3,1 kton CO2-emissiereductie bereikt. Op basis van de resultaten van de digital twin is de verwachting dat de beoogde totale reductie van 15,7 kton CO2-emissie bereikt wordt in 2028 of 2029. Dit is binnen 5 à 6 jaar na ingebruikname van de warmtecentrale, afhankelijk van de gerealiseerde warmtevraag en groei in beschikbare duurzame bronnen.  

Het demonstratieproject heeft de mogelijkheid aangetoond om met een multi-bronnenstrategie bij een warmtenet met een groeiend aantal afnemers, stapsgewijs toe te werken naar een groeiende inzet van duurzame bronnen, wat leidt tot een steeds grotere emissiereductie. 

Meer informatie

Meer informatie via de KWR-rapportage en de webrapportage. De webrapportage bevat een dashboard met interactieve grafieken van de meetgegevens van WarmteStad en de berekende scenario’s met de digital twin.