Slechts 1% van de Britse huizen heeft een warmtepomp, maar om aan de klimaatdoelstellingen van de overheid te voldoen, wordt geschat dat 80% van de huizen in de komende 25 jaar door een warmtepomp moet worden verwarmd.
Terwijl gasketels gas verbranden om warmte te produceren, doen warmtepompen iets ingewikkelders. Soms beschreven als werkend als een “omgekeerde koelkast”, gebruiken ze een mengsel van verdamping en condensatie om warmte van buiten naar binnen het gebouw over te dragen. In de koude winter kan het moeilijk zijn om te begrijpen hoe deze apparaten werken.
Maar dat doen ze wel – en hier kunnen we zien hoe, als we de lucht-waterwarmtepomp nader bekijken:
“Het belangrijkste om te onthouden is de basisfysica van vloeistoffen, vaste stoffen en gassen”, zegt Robert Sansom, lid van het energiepanel van het British Institute of Engineering and Technology.
Net als een koelkast bevat een warmtepomp een circuit van leidingen die een materiaal bevatten dat koelmiddel wordt genoemd. De pomp gebruikt druk om het koelmiddel te dwingen van toestand te veranderen: van vloeistof naar gas en weer terug. En hierdoor kan het koelmiddel warmte-energie van de ene plaats naar de andere overbrengen. “Als een koelmiddel verandert van een vloeistof in een gas, moet het ergens energie vandaan halen; en als het van een gas in een vloeistof verandert, moet het die energie afgeven.’
Hoewel het misschien moeilijker te begrijpen is dan de verbranding die een gasboiler aandrijft, is het een krachtig – en efficiënt – proces.
Efficiënter dan gasboilers
Veel mensen zijn verrast als ze horen dat warmtepompen efficiënter zijn dan gasboilers. Uit een door de overheid gesteund onderzoek van onderzoeksgroep Energy Systems Catapult naar honderden luchtwarmtepompen die in Britse huizen zijn geïnstalleerd, is gebleken dat warmtepompen ongeveer drie keer efficiënter zijn dan gasboilers, zelfs op de koudste dagen van het jaar.
Marc Brown van Energy Systems Catapult zei: “We kunnen eindelijk het idee achter ons laten dat warmtepompen niet werken bij koud weer en inefficiënt zijn in het gebruik. Wij merkten precies het tegenovergestelde. Ze zijn drie keer efficiënter dan gasboilers en werken onder koude weersomstandigheden. Innovatie is een gamechanger in de verwarmingssector.”
Warmtepompen hebben elektriciteit nodig om te kunnen functioneren – en de belangrijkste kosten voor het laten draaien van een pomp zijn de elektriciteit die de compressor aandrijft. Maar wat warmtepompen zo efficiënt maakt, is het proces dat we hierboven zagen.
Omdat ze warmte van buitenaf overdragen, in plaats van alleen elektriciteit in warmte om te zetten, kunnen warmtepompen technisch gezien meer energie produceren dan de elektriciteit die erin wordt gestopt.
Sansom beschrijft dit als de ‘magie’ van warmtepompen en legt uit hoe warmtepompen ‘gratis’ energie van buitenaf gebruiken om een energie-efficiëntie van meer dan 100% te bereiken.
“Dat is de magie van warmtepompen: je hebt deze warmte uit de omgeving gehaald. [It] het kan een luchtbron zijn, het kan een bodembron zijn, het kan een waterbron zijn, uit de zee, zelfs uit rioolwater.”
Ieder jaar ‘groener’
Warmtepompen worden gezien als een sleutelelement van de Britse strategie om de klimaatcrisis aan te pakken, juist omdat ze op elektriciteit draaien – die elk jaar groener wordt.
In 2022 waren koolstofvrije elektriciteitsbronnen – zoals hernieuwbare energiebronnen en kernenergie – goed voor meer dan 50% van de elektriciteit in februari, mei, oktober, november en december. In totaal was koolstofvrije elektriciteit verantwoordelijk voor 48% van de Britse elektriciteit, vergeleken met 40% van gas- en kolencentrales.
De koolstofintensiteit van het Britse elektriciteitsnet zal naar verwachting blijven dalen naarmate er meer windparken en zonneparken worden geïnstalleerd en een groter deel van de Britse elektriciteit opwekken. Tegen 2035 streeft National Grid ernaar om een elektriciteitsnetwerk te hebben dat netto nul is. Dit betekent dat huishoudens met warmtepompen hun huizen zullen verwarmen zonder bij te dragen aan de Britse uitstoot.
Stimulans met overheidssubsidies
De groeiende Britse markt voor warmtepompen heeft een enorme belangstelling gekend sinds de premier beloofde de overheidssubsidies voor de modernisering van ketels vanaf november met 50% te verhogen tot £ 7.500, volgens officiële cijfers.
Uit cijfers van de overheid blijkt dat het aantal huishoudens dat de nieuwe subsidie aanvraagt vorige maand is gestegen tot ruim 2.500, een recordhoogte en ruim het dubbele van het aantal aanvragen dat de maand ervoor werd ontvangen.
De regeling, die beschikbaar is in Engeland en Wales, biedt huishoudens hulp bij de initiële kosten van de overstap van een verwarmingssysteem op fossiele brandstoffen naar een schoner alternatief voor een warmtepomp.
Het aantal huishoudens dat geïnteresseerd is in het vervangen van hun gasboilers door een warmtepomp blijft echter twintig keer lager dan de doelstelling van de overheid om jaarlijks 600.000 warmtepompen te installeren.
De verwarming van woningen is goed voor bijna 40% van het totale gasverbruik in Groot-Brittannië, waardoor de warmtepompambitie van de overheid een belangrijk onderdeel is van haar juridisch bindende doelstelling om de uitstoot in de hele economie tegen 2040 tot nul terug te brengen.
Geschikt voor de meeste Britse huizen
Sommige huishoudens zijn bezorgd dat de warmtepomp in hun huis mogelijk niet goed zal werken. In tegenstelling tot huizen in de Scandinavische landen, waar warmtepompen gebruikelijk zijn – tot 60% van de Noorse huizen wordt verwarmd door warmtepompen – zijn Britse huizen vaak slecht geïsoleerd. Lagere isolatieniveaus kunnen betekenen dat het warmtepompmodel – waarbij de verwarming altijd aan staat maar op een lagere temperatuur – minder efficiënt is.
Deskundigen hebben de regering opgeroepen om huishoudens te helpen betalen voor verbeteringen in de energie-efficiëntie, inclusief de introductie van warmtepompen, als onderdeel van een samenhangende strategie voor woningverwarming.
Het goede nieuws is dat warmtepompen in een groot aantal Britse huizen kunnen worden geïnstalleerd, aldus de Energy Systems Catapult. Uit het eerste grote onderzoek onder huishoudens die een gasboiler vervangen door een warmtepomp bleek dat meer dan 80% tevreden was met de verandering, en dat de tevredenheidsniveaus vergelijkbaar waren onder de respondenten die een warmtepomp installeerden in een nieuwbouwwoning of in oude panden. , ondanks de aanhoudende bezorgdheid dat warmtepompen alleen effectief zijn in moderne gebouwen.