Uit de eerste resultaten blijkt dat kunstgrasvelden uitstekende opwekkers van alternatieve energie zijn. De businesscases zijn er. Nu is het aan de gemeenten om de stoute schoenen aan te trekken.
Pogingen om meer duurzame energiebronnen te realiseren wekken steeds vaker, behalve energie, ook wrevel op. ‘Horizonvervuiling’ of ‘te veeleisend voor de beperkte, beschikbare ruimte’ zijn daarbij veelgehoorde kreten. In een poging de energieopwekking in een bestaande omgeving te integreren, daagde de Provincie Overijssel en de gemeente Zwolle sportveldenbouwers uit om de zomerse warmte op een kunstgrasveld in te zetten om douches te verwarmen en, tegelijkertijd, koud bodemwater te gebruiken om een veld te koelen. Het principe van een warmtewisselaar wordt immers elders ook al ingezet. Inschrijvers op de aanbesteding is verzekerd dat, als zij erin slagen het vraagstuk op te lossen, hun oplossing ook daadwerkelijk zal worden afgenomen.
“Samen met SuperSub deden we al langer onderzoek naar de vraag of een kunstgrasveld ook energie kan opwekken. Omdat uit tests bleek dat dit goed mogelijk zou zijn, hebben we begin dit jaar bij hockeyvereniging AMVJ in Amstelveen een klein proefveldje van zo’n 500m2 aangelegd”
Teun Wouters, Topgrass
Opschaling van proef
Uiteindelijk zijn twee consortia geslecteerd: de combinatie Aendless met Antea Sport die een kunstgrasmat van Edel Grass gebruiken en de combinatie SuperSub met Sallandse United waarbij een kunstgrasmat van Condor Grass wordt gebruikt. De velden meten zo’n 1.000m2 en zijn daarmee een opschaling van een proefopstelling die SuperSub met sportveldenbouwer Topgrass al in een eerder stadium had uitgewerkt. “Samen met SuperSub deden we al langer onderzoek naar de vraag of een kunstgrasveld ook energie kan opwekken. Omdat uit tests bleek dat dit goed mogelijk zou zijn, hebben we begin dit jaar bij hockeyvereniging AMVJ in Amstelveen een klein proefveldje van zo’n 500m2 aangelegd om te zien wat de praktijk zou brengen,” zegt Teun Wouters van Topgrass. Uit praktische overwegingen koos SuperSub ervoor om voor de proef in Zwolle samen te werken met de Sallandse United. Die werken vanuit de provincie Overijssel.
Volgens hun rekenmodel zou een volledig voetbalveld zo’n 200 woningen per jaar kunnen verwarmen. In de praktijk blijkt dat nog meer.
Hoopgevende resultaten
Het proefveld van Aendless en Antea Sport werd al in het voorjaar geactiveerd. Volgens hun rekenmodel zou een volledig voetbalveld zo’n 200 woningen per jaar kunnen verwarmen. In de praktijk blijkt dat nog meer. Dennis ten Barge van Aendless merkt op dat de gemeten energieopbrengst gedurende een aantal maanden zelfs hoger was dan vooraf was ingeschat. “Op basis van een rekenmodel van de Universiteit van Twente kunnen we stellen dat onze opstelling 1,6 GJ/m2 ofwel 440 kWh/m2 kan opleveren.” Dat is vergelijkbaar met zo’n 64m3 aardgas per vierkante meter collectorveld. Eind september is de proef tijdelijk stilgelegd. “Het bronwater in onze testopstelling is 12 graden terwijl de buitentemperatuur afneemt. Dan wek je dus niet meer op,” zo stelt hij. “Dan heeft het weinig nut om alles nu nog te laten draaien. De drie maanden dat de proefopstelling heeft gedraaid hebben ook voldoende inzicht geboden voor het vervolg.”
“Op basis van een rekenmodel van de Universiteit van Twente kunnen we stellen dat onze opstelling 1,6 GJ/m2 ofwel 440 kWh/m2 kan opleveren.”
Dennis ten Barge, Aendless
Ook in de herfst effectief
Juist op dat moment werd elders in Zwolle het veld van de combinatie SuperSub met Sallandse United geactiveerd. Door logistieke problemen werd dat veld pas in oktober opgeleverd. Toch stemmen de eerste resultaten Herald Kottink van Sallandse United, tevreden. “Op 6 oktober was het nog zo’n 17 graden Celsius met nauwelijks wind. Die dag hebben we zo’n 8 uur van de zon kunnen profiteren waardoor we het equivalent van zo’n 7.050 KWh ofwel 849m3 gas hebben geproduceerd. Dat zou voldoende moeten zijn om op jaarbasis 258 huishoudens te verwarmen.” Twee weken later was de temperatuur nog altijd 16 graden maar was het bewolkt en viel er zelfs neerslag. “Toch heeft het systeem die dag zo’n 4.500 KWh ofwel 542m3 weten op te wekken.” Wat de resultaten zijn wanneer hun veld ook in de zomer energie opwekt, zal pas medio volgend jaar duidelijk zijn.
“Dat zou voldoende moeten zijn om op jaarbasis 258 huishoudens te verwarmen”
Herald Kottink, Sallandse United
Duidelijk is wel dat de effectiviteit in Zwolle correleert met de resultaten van het proefveld bij AMVJ in Amstelveen. “Op 19 juli werd daar, terwijl de buitentemperatuur boven de 30 graden lag, een hoeveelheid warm water gegeneerd die vergelijkbaar is met zo’n 4.875 KWh energie, ofwel 587m3,” stelt Teun Wouters van Topgrass.
In de lava
De verschillende proefopstellingen en diverse systemen op de afzondelijke testlocaties zijn allemaal uniek. Je kunt de cijfers daarom niet één op één vergelijken. “Ons proefveld kende vier verschillende opbouwen waarvan we er nu twee gekozen hebben die de basis moeten gaan vormen voor toekomstige ontwikkelingen: eentje waarbij de waterslangen door de shockpad, recht onder de kunstgrasmat lopen en eentje waarbij de waterslangen in de lavalaag onder de kunstgrasmat zijn gelegd,” zo licht Dennis ten Barge toe. Het was deze zogenaamde asfaltthermie die voor ontwikkelaar Strukton Civiel in 2021 de aanleiding vormde om, samen met de firma Roelofs, Aendless op te richten. “We zien dat de lava een goede batterij voor warmte is maar we zien ook dat de shockpad juist weer goede sporttechnische eigenschappen aan het veld geeft.” Dat laatste blijft belangrijk wanneer men het concept onder sportvelden op ware grootte wil realiseren. Vooruitlopend op een verbod op gebruik van polymerische infill, is de mat alleen ingevuld met stabilisatiezand. Toch kijkt Aendless al verder. “De komende maanden gaan we kijken of we voor elke sport een eigen onderbouw kunnen uitwerken.” Ten Barge doelt daarbij op concepten die effectief blijven bij een kleiner aantal vierkante meters dan de standaard 7.500m2 voor een voetbalveld.
Schuimbeton als basis
Bij de Sallandse United en SuperSub zijn de slangen in speciale tegels boven op een laag schuimbeton gelegd. Van schuimbeton is bekend dat het een isolerende werking heeft. De zogenaamde Subtiles dienen tevens als shockpad. Speciale geleiders in de tegels maximaliseren de hoeveelheid warmte die naar de waterslangen wordt gedirigeerd. “Dergelijke geleiders zouden ook in de kunstgrasmat kunnen worden verwerkt,” zo merkt Martien Damen van Condor Grass op. Wel stipt hij aan dat de tapijtfabrikanten die stap pas echt zullen gaan zetten wanneer de volumevraag voor geleidend tapijt, voldoende hoog zal zijn.
“Vergeet niet dat je ook in infrastructuur moet investeren”
Marcel Gehrels, Unica Energy Solutions
Het veld bij Be Quick’28 is met TPE ingevuld. “De gemeente Zwolle wil géén velden met SBR waardoor TPE de voor de hand liggende optie werd,” zo legt Jos Florax namens de gemeente uit waarom er niet gekozen is voor ’n infill waarvan velen zeggen dat het bijdraagt aan de stijging van de zomerse temperatuur boven een veld. “Bovendien zijn de andere velden bij Be Quick’28 ingestrooid met TPE. Door ook voor dit veld te kiezen voor TPE kunnen we straks de resultaten vergelijken met de bestaande velden.” Florax verwacht dat een concept met kurk-infill niet zal werken omdat kurk minder isoleert. Voor wat betreft een collectorveld met een non-infill mat, is hij wel hoopvol gestemd. “Zo’n mat zou de opbrengsten wel eens verder omhoog kunnen stuwen,” aldus Florax. Een eerste indicatie daarvoor werd in Amstelveen al gegeven. “Hier hebben we een kort-polige kunstgrasmat gelegd waar alleen stabilisatiezand is ingestrooid,” zo verklaart Teun Wouters. De meningen over wat nu precies een non-filled veld is, zijn verdeeld maar verschillende aanbieders van dit soort velden neigen naar een mat met een klein beetje zand erin. Afgaande op de cijfers die Aendless presenteert lijkt het erop dat een dubbel zo hoog poolgewicht ook daadwerkelijk een verdubbeling van de energieopbrengst betekent.
Realistisch blijven
De resultaten van de verschillende proeven zijn bemoedigend. Op verzoek van de provincie becijferde Saxion Hogeschool voor aanvang van de proef dat, naast de investering, de jaarlijkse onderhoudskosten op zo’n 66.000 euro zouden uitkomen. De hogeschool becijferde ook dat de inkomsten richting de 130.000 euro zouden kunnen lopen. Die berekening was op basis van cijfers van voordat de energiecrisis een feit werd. Die laatste ontwikkeling ontlokte onlangs de opmerking dat de aanleg van slechts 750 van dit soort velden voldoende zou zijn om de beoogde één miljoen nieuwbouwwoningen ’n alternatief voor aardgas te bieden. Gezien het huidige aantal van 250 renovaties per jaar, zou dit dan binnen 3 jaar gerealiseerd kunnen zijn. Toch waakt Marcel Gehrels van Unica Energy Solutions voor een te hoge hosannastemming. “Vergeet niet dat je ook in infrastructuur moet investeren,” zo waarschuwt hij. Warmte uit het veld is namelijk niet direct bruikbaar maar moet worden opgewaardeerd naar een bruikbare temperatuur. “Als je een ruimte wilt verwarmen dan heb je 40 graden Celsius nodig en als je het als tapwater of voor een warmtenet wilt gebruiken dan zal die temperatuur 70 graden moeten zijn.” Dat laatste is noodzakelijk om de vorming van een eventuele Legionellabacterie, te voorkomen. Ook pleit hij om in een warmtepomp te investeren omdat die de opbrengst aanzienlijk zal vergroten. Volgens aanbieders kan dat rendement naar 400% tot 600% oplopen. “Effectief zijn er daarom twee mogelijkheden: actief warmte uit het veld onttrekken en het direct opwaarderen of het water 80 toch 90 meter diep opslaan in de aardkorst en het later opwaarderen.” Het water direct gebruiken, lijkt het efficiëntst. “Dan heb je geen WKO nodig en heb je meer draaiuren per jaar. Daarnaast ontlast de thermische balans de warmtepomp van de WKO.” Volgens Dennis ter Barge resulteert elke voorverwarming door de collector, die een warmtepomp dus niet hoeft op te hogen met behulp van elektriciteit, in een 2 à 3% betere efficiëntie van de warmtepomp.
Vraag en aanbod afstemmen
Veel van het succes zal dus afhangen van de vraag wie de klant zal zijn en wie de eigenaar zal zijn. Hypothetisch gezien is de koppeling van een collectorveld aan een zwembad, het meest gunstige. In dat geval kan het zwembad als accu dienen. De koppeling aan een warmtenet is echter meer realistisch. De grote uitdaging zal nu zijn om gemeenten en warmtenetbeheerders te overtuigen om ook kunstgrasvelden als warmtebron te overwegen. Dennis ten Barge merkt op dat, als het aan hem ligt, dit nu al gerealiseerd kan worden. “De techniek en het concept zijn al bekend.” Volgens hem is Aendless bereid om ‘warmte as a service’ aan te bieden. In zo’n concept neemt de aanbieder alle verantwoordelijkheid en investering op zich en hoeft de klant alleen de ‘service’ van warmte af te nemen. Ook Topgrass hint dat het kijkt naar een dergelijke opzet.
“We zien meer dauw op een collectorveld. Dat natuurlijke vocht draagt bij aan een betere speelervaring”
Jos Florax, gemeente Zwolle
Jos Florax van de gemeente Zwolle ziet, naast de beoogde energieopbrengst, nog aanvullende voordelen. “We zien meer dauw op een collectorveld. Dat natuurlijke vocht draagt bij aan een betere speelervaring,” zo merkt hij. “Daarnaast voorzie ik dat, dankzij dat vocht, een kunstgrasveld minder snel zal slijten.” Florax schat in dat de levensduur van zo’n kunstgrasmat op deze manier met zo’n 3 jaar verlengd kan worden. Naast een verlaagde energierekening bieden collectorvelden dus ook meer rendement op de investering (in kunstgras).
Tijd voor actie
De proefvelden in Zwolle worden eerst nog aan een aantal andere stappen onderworpen. Zo moet TNO de meetresultaten nog verifiëren. Ook wil men weten wat het rendement in het voorjaar zal zijn wanneer opnieuw gestart wordt met meten. Daarna mogen de consortiums de materialen en constructie optimaliseren in de aanloop van de aanleg van een volledig veld. In dat geval gaan ook de sporttechnische eisen een rol spelen omdat de KNVB er op staat dat de velden dan ook aan al hun richtlijnen voldoen.
De proeven in Zwolle teren vooral op bestaande materialen en systemen die nu in een unieke combinatie worden ingezet. Gemeenten die de stoute schoenen durven aan te trekken hoeven daarom niet te wachten op de verificatie van de eindrapportage. In feite kunnen zij nu al beginnen met de aanleg van kunstgrassystemen waarmee ze energie kunnen opwekken. Op die manier kunnen ze zo de energietransitie in ons land een extra impuls geven.
