Een warmtepomp gebruikt elektriciteit om energie uit bijvoorbeeld de buitenlucht over te hevelen naar het gebouw, voor verwarming en de productie van warm tapwater. De eerste vraag die daarbij opkomt is hoeveel elektriciteit een warmtepomp per jaar nodig heeft om die klus te klaren. Dat zal variëren en is afhankelijk van tal van factoren. Zo is onder meer het type warmtepomp (lucht of bodem als bron) van belang. Ook de warmtevraag heeft invloed, en die is weer sterk afhankelijk van het bouwjaar (mate van isolatie) en de omvang (inhoud) van de woning. Een vrijstaand huis uit 1980 heeft een heel andere warmtevraag dan een rijtjeshuis uit 2008.

Gemiddelde eengezinswoning

Laten we bij de berekening van de CO₂-emissie van een warmtepomp versus die van een gasketel uitgaan van een ‘gemiddelde woning’: een goed geïsoleerde eengezinswoning met drie bewoners. Volgens Milieu Centraal verbruikt een warmtepomp in die omgeving ongeveer de volgende hoeveelheid stroom:

• Warmtepomp met buitenlucht als bron: 3.000 kWh per jaar
• Warmtepomp met de bodem als bron: 2.200 kWh per jaar

Een vrijstaand huis uit 1980 heeft een andere warmtevraag dan een rijtjeshuis uit 2008.

Aardgasverbruik voor verwarming en warm tapwater

Het net genoemde vrijstaande huis uit 1980 zal uiteraard ook een ander gasverbruik hebben dan het rijtjeshuis uit 2008. Daarom nemen we ook hier het gemiddelde gebruik van een gemiddelde woning (voor de vergelijking met een warmtepomp: wederom een goed geïsoleerde eengezinswoning met drie bewoners), dit keer voor verwarming en de productie van warm tapwater middels een gasketel. In deze omgeving verbruikt een gasketel volgens Milieu Centraal 1.050 m³ gas, een volume dat 10.287 kWh energie beslaat.

Rendement van de installatie

Bij bovenstaande aannames wordt al snel duidelijk dat we in een gasketel ongeveer 3,4 keer meer energie moeten stoppen (10.287 kWh / 3.000 kWh) om hetzelfde resultaat te bereiken als met een lucht/water-warmtepomp. Dat heeft met de COP (coëfficiënt of performance) te maken, die de verhouding aangeeft tussen de afgegeven hoeveelheid energie (in de vorm van warmte) en de opgenomen hoeveelheid energie (het elektriciteitsverbruik). Hoe hoger de COP, hoe hoger het rendement van de installatie.

COP warmtepomp versus cv-ketel

De COP is geen vast getal, maar afhankelijk van onder meer de configuratie, inregeling en het seizoen (winter, zomer of tussenseizoen). De COP van een warmtepomp ligt tussen de pakweg 3,5 en 5 voor verwarming. Omdat voor warm tapwater een hogere temperatuur is vereist, ligt de COP bij de productie daarvan iets lager: tussen de 2,5 en 3,5. Ter vergelijking: de COP van een cv-ketel is ongeveer 1.

• Tip: lees in dit artikel meer over de COP – en over het verschil met de SCOP.

[intermezzo:1]

Stroomproductie in Nederland

De CO₂-uitstoot die een warmtepomp veroorzaakt ontstaat door het elektrisch verbruik. Met name de compressor is daar hoofdverantwoordelijk voor. Elektrische energie wordt in Nederland voor het grootste deel gemaakt uit kolen, aardgas en kernenergie, en voor een klein deel uit biogas en met windturbines en zonnepanelen. Wind en zon zijn de enige energiebronnen zonder CO₂-uitstoot. Zowel bij gebruik van biogas als bij aardgas en kolen komt bij stroomproductie CO₂ vrij.

CO₂-uitstoot warmtepomp

In de toekomst zal met de groei van het aandeel duurzame energie de totale uitstoot van de Nederlandse stroommix kleiner worden. Vooralsnog is de CO₂-uitstoot van een kWh grijze elektriciteit circa 0,556 kg per kWh (bron: CO2 Emissiefactoren). Deze factor geldt voor de Nederlandse stroommix van onder meer kolen, gas en kernenergie, over de hele productieketen maar met uitzondering van de bouw en sloop van de energiecentrale. Voor de luchtwarmtepomp uit ons rekenvoorbeeld levert dat op jaarbasis de volgende CO₂-uitstoot op:

3.000 kWh x 0,556 kg per kWh = 1.668 kg

CO₂-uitstoot aardgas

De uitstoot van een aardgasketel wordt bepaald door de uitstoot uit de verbranding van aardgas. RVO.nl bepaalt éénmaal per jaar een emissiefactor voor aardgas, onder meer ten behoeve van de emissiehandel. Die varieert overigens nauwelijks, en wordt uitgedrukt in hoeveelheid CO₂-uitstoot per energie-eenheid. Voor 2019 is een emissiefactor voor aardgas vastgesteld van 56,7 kg/GJ. Bij een verbruik van 1050 m³ aardgas en met de wetenschap dat 1 m³ aardgas maximaal 35 MJ energie bevat, komen we uit op circa 1050 x 35 = 36.750 MJ, ofwel 37 GJ. Dat betekent voor de cv-ketel op aardgas de volgende jaarlijkse uitstoot:

37 GJ x 56,7 kg/GJ = 2.098 kg

Verschuiving in de stroommix

In dit rekenvoorbeeld stoot een gasketel in een gemiddelde woning ongeveer 1,3 keer (30%) meer CO₂ uit dan een warmtepomp die op grijze stroom draait. Dit is slechts een momentopname, want de uitstoot door de warmtepomp zal elk jaar beter – lees kleiner – worden naar mate de stroommix groener wordt. Dat proces is al ingezet. Zo werd in 2019 voor het eerst meer elektrische energie opgewekt uit duurzame bronnen dan uit kolen; gemiddeld kwam 20,2 procent van de elektrische energie uit duurzame bronnen. Met elk windpark komt daar weer een paar procent bij, totdat we – conform het streven van onze overheid in het Energieakkoord – in 2030 maar liefst 70 procent stroom hebben uit duurzame bronnen, en in 2050 zelfs nagenoeg 100 procent.

Langzaam maar zeker wordt de stroommix steeds groener.

Getallen en gemiddelden
Natuurlijk gaan we hier uit van aannames en nemen we getallen en gemiddelden die je ter discussie kunt stellen. Op internet en social media zijn genoeg voorbeelden te vinden waarbij tegenstanders van warmtepompen het gemiddelde elektriciteitsverbruik opkrikken en het gasverbruik bescheiden houden. En het omgekeerde gebeurt uiteraard door tegenstanders van cv-ketels op aardgas.

Aanpassingen bij renovatie

Echte praktijkgebaseerde getallen – zoals voor en na een renovatie – zijn moeilijk naar boven te krijgen. Hier speelt ook nog eens mee dat wanneer bij een woningrenovatie een cv-ketel op aardgas is vervangen door een warmtepomp, doorgaans de afgifte-apparatuur en isolatie zijn aangepast. Dan zijn er investeringen gedaan en aanpassingen doorgevoerd die ook een betere uitkomst zouden geven voor de aardgasketel. Als er echter ook nog zonnepanelen op het dak zijn gelegd, dan wordt alleen de warmtepomp aantrekkelijker. Met het aandeel groene energie dat die panelen leveren, daalt immers de gemiddelde CO₂-uitstoot per verbruikte kWh.