RIONED onderzoekt energie-impact van stedelijk water

12 september om 16:30 door GWWTotaal

Stichting RIONED heeft de component energie in de keten van stedelijk water in kaart laten brengen. De resultaten kunnen helpen bij het nemen van beslissingen over bijvoorbeeld infiltratie van regenwater of de nafiltering van afvalwater in de rioolwaterzuivering.

Tekst: Henk Wind
Beeld: RIONED

Douchen zorgt voor het hoogste waterverbruik met 48,6 procent, gevolgd door toilet met 33,7 procent en wasmachine met 14,3 procent.

Het onderzoek is uitgevoerd door RoyalHaskoningDHV en beslaat de hele waterketen van winning, transport, huishoudelijk gebruik, inzameling en zuivering. Daarbij is de hele levenscyclus van de installatie meegenomen. Per onderdeel van de cyclus is gekeken naar energieverbruik en mogelijkheden om daar invloed op uit te oefenen. De resultaten werden gepresenteerd in een webinar dat online te bekijken is op www.riool.net.

Onze drinkwatervoorziening kost 713 MJ energie per inwoner per jaar. Daarvan is distributie met 285 MJ de grootste component, direct gevolgd door de zuivering met 239 MJ. Transport kost 134 MJ en inzameling tot slot nog 55 MJ. Die 713 MJ energie per inwoner per jaar is overigens niet heel indrukwekkend. Dat komt ongeveer overeen met het verbruik van een koelkast.

Infiltratie

De onderzoekers begonnen bij de start van de watercyclus, namelijk waar het beschikbaar komt. En dat is grondwater of oppervlaktewater, gevoed door hemelwater. Zij hebben daarbij gekeken naar de mogelijkheden om hemelwater te infiltreren in de bodem. Uitgangspunt was daarbij een complete nieuwbouwwijk. De mogelijkheden die zij daarin meenamen waren aanleg van een wadi en ondergrondse systemen met kunststof kratten, lavasteen of steenwol. De wadi heeft de laagste energie-impact met 4 MJ per inwoner per jaar. Dat komt vooral doordat de aanleg van een wadi weinig materialen en werkzaamheden vergt. Lavasteen en steenwol scoren iets hoger met respectievelijk 12 en 13 MJ per inwoner per jaar. Opvallend is dat het kunststof krat een enorme uitschieter is met 117 MJ per inwoner per jaar. Waarbij de onderzoekers wel aantekenen dat ze uitgaan van een krat uit virgin materialen. Een krat met een percentage gerecycled kunststof heeft een fors lagere impact.

Opvallend is dat het kunststof krat een enorme uitschieter is met 117 MJ per inwoner per jaar. Dat is echter een krat uit virgin materialen. Een krat met een percentage gerecycled kunststof heeft een fors lagere impact.

Transport

Als het gaat om transport is onze drinkwatervoorziening zeer efficiënt. Onderzoekers Ruben Roelofs en Timon Huijzendveld rekenden voor dat transport van drinkwater naar de kraan 7 MJ energie per kubieke meter kost. Inwoners betalen twee tot drie euro per kubieke meter water. Koop je water in flessen in de supermarkt dan is dat 17.000 MJ per kubieke meter en betaal je 1.000 euro.

Vervolgens wordt het water gebruikt in de huishoudens. Douchen zorgt daarbij voor het hoogste verbruik met 48,6 procent, gevolgd door toilet met 33,7 procent en wasmachine met 14,3 procent. Voor de inzameling van rioolwater is het gescheiden stelsel het systeem dat het beste scoort op energieverbruik. Dat komt doordat er bij dit systeem het minste water hoeft te worden verpompt.

IBA of persleiding

De onderzoekers maakten voor de zuivering nog een klein stapje naar buiten het stedelijk gebied. In landelijk gebied zijn er twee mogelijkheden voor de waterzuivering: de individuele IBA of de drukriolering met een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Logischerwijs heeft IBA veel minder energie-impact. Er zijn minder materialen nodig voor de aanleg en er is minder transport mogelijk. Waarmee de onderzoekers overigens niet wilden zeggen dat de IBA dus altijd de beste oplossing zou zijn.

Energiewinning

Als het water aankomt in de zuiveringsinstallatie bevat het chemische energie en warmte. Die zou je terug kunnen winnen, maar belangrijk daarbij is wel dat het zuiveringsproces niet mag worden verstoord. Ook moet worden gekeken naar wat er over blijft. Zo kun je biogas winnen uit slib, maar dat kost ook energie en je moet kijken of dit niet ten koste gaat van andere grondstoffen in het slib. Niettemin bevat rioolwater alleen al aan chemische energie (onder andere fecaliën) 900 MJ per inwoner per jaar. Waar de hele keten dus 713 MJ per inwoner per jaar vraagt.

Daarnaast is er nog een potentieel van 3.700 MJ per inwoner per jaar door warmtewinning (aquathermie). Niettemin is er met aquathermie uit oppervlaktewater veel meer te halen: 8.500 MJ. Dat cijfer gaat dan alleen om winbare energie, dus uit oppervlaktewater in de omgeving van gebouwen. Aquathermie zou in ongeveer de helft van de warmtevraag van het gebouwd gebied kunnen voorzien.

Als voorbeeld rekenden de onderzoekers aan een woonboot. Met een CV op gas is het energieverbruik 23.600 MJ per inwoner per jaar. Met energie uit oppervlaktewater en een warmtepomp op grijze stroom is dat de helft: 12.800. Met groene stroom halveert dat nogmaals tot 6.200 MJ per inwoner per jaar.

Nazuivering

De onderzoekers keken ook naar mogelijkheden voor nazuivering van rioolwater, dat steeds meer wordt toegepast om bijvoorbeeld resten van medicijnen en microplastics te verwijderen. Dat kan met poederkool, ozon, bioadsorptie in combinatie met ozon en met nanofiltratie. Poederkool is energetisch de beste oplossing met circa 5 MJ per inwoner per jaar energieverbruik. Bioadsorptie in combinatie met ozon scoort rond de 25 MJ; alleen ozon rond de 50. Nanofiltratie komt echter uit op maar liefst 145 MJ per inwoner per jaar. Dat staat gelijk aan ongeveer de helft van de energie die nu nodig is voor waterzuivering.