De vergeten bron
Diepe geothermie is potentieel een enorme bron van duurzame energie. In de Nederlandse bodem zit negentigduizend petajoule technisch winbare warmte. Maar ja, die dure putten van minstens twee kilometer diep.
bron: Henk Tolsma & technischweekblad.nl
Tuinders en geothermie
Bij een tuinder in Bleiswijk is het eerste Nederlandse project voor diepe geothermie in een vérgaand stadium van uitvoering. Warm water afkomstig van een diepte van twee kilometer zal in de loop van dit jaar zeven hectare kassen met vleestomaten gaan verwarmen. Overheid en productschap dekken mede de hoge kosten. De situatie bij deze tuinder leent zich goed voor geothermische energiewinning. Een warmtekrachtinstallatie heeft hier geen zin, omdat belichting bij vleestomaten geen effect heeft. De tuinder krijgt bovendien koolstofdioxide van Shell Pernis, waardoor hij ook geen aardgas hoeft te stoken. Het project had al opgeleverd moeten zijn, maar het boren van de putten heeft vertraging opgelopen.
Binnenkort valt in Den Haag de beslissing of een aardwarmteproject voor verwarming van een bestaande wijk met zesduizend woningequivalenten (waaronder een ziekenhuis) doorgaat.
Warmtepomp
Daarnaast wordt onderzocht of water uit een voormalige mijn bij Heerlen economisch verantwoord kan worden gebruikt voor ruimteverwarming. In de mijngangen bevindt zich op een diepte van zo’n zevenhonderd meter water van 28 graden Celsius. Een warmtepomp moet dit nog op de vereiste temperatuur voor woningverwarming brengen. In de tweede helft van dit jaar valt de beslissing. Er is een investering mee gemoeid van 12,6 miljoen euro; de gemeente Heerlen en de Europese Unie betalen elk de helft. Dit project bevindt zich op de grens tussen wat men ‘diepe’ en ‘ondiepe’ aardwarmtewinning noemt .
Slecht één project voor diepe geothermie
Nederland telt dus momenteel slechts één project voor diepe geothermie – waarbij water van dieper dan twee kilometer wordt gehaald – in een afrondende fase, en twee waarover binnenkort wordt besloten. Gezien het enorme potentieel aan warmte in de diepe Nederlandse ondergrond stelt dat enorm teleur.
Drs. Guus Willemse, directeur business development van ingenieursbureau IF Technology uit Arnhem, spreekt daarom van ‘een vergeten bron’. Dit ingenieursbureau adviseert over projecten voor winning van bodemenergie en voor opslag van warmte en koude in ondiep gelegen aquifers (watervoerende lagen).
Alleen in Nederland al een surplus van ruim 87000 PetaJoule
In de Nederlandse bodem zit volgens IF Technology op een diepte vanaf twee kilometer negentigduizend petajoule (PJ) technisch winbare warmte in watervoerende zandlagen. Dat is aanmerkelijk meer dan de oorspronkelijke energie-inhoud van alle Nederlandse olie- en gasvelden. Ter vergelijking: de totale Nederlandse energiebehoefte bedraagt jaarlijks 3000 PJ, waarvan 2000 PJ voor warmte.
In de Nederlandse bodem neemt de temperatuur elke honderd meter met gemiddeld drie graden Celsius toe. De temperatuur van het grondwater dieper dan twee kilometer varieert plaatselijk tussen veertig en honderdtwintig graden Celsius.
Geothermie wereldwijd in top-3 duurzame energiebronnen
Wereldwijd behoort geothermie, na waterkracht en biomassa maar vóór zon en wind, tot de top drie van duurzame energie. Volgens de Geothermal Energy Association staat er wereldwijd 8900 MWth aan aardwarmte-installaties. Het hete grondwater zit onder andere op IJsland en in Toscane zo dicht onder de oppervlakte, dat het gemakkelijk kan worden gewonnen. Hier dient dit water niet alleen voor verwarming, het wordt ook gebruikt voor elektriciteitsopwekking. In Nederland is dit laatste niet aan de orde.
Oliecrisis
Na de eerste oliecrisis in de jaren zeventig bestond er ook in ons land enige belangstelling voor aardwarmte. Er zijn toen ook enkele putten geslagen. Daarbij hebben zich tegenvallers voorgedaan. Zo raakte een boorgat verstopt door corrosie van stalen buizen in het boorgat. Na daling van de olie- en gasprijzen begin jaren tachtig is de belangstelling voor diepe geothermie verdwenen. Bij de huidige prijzen is winning echter weer economisch haalbaar.
Geringe aandacht voro geothermische krachtcentrales
De momenteel nog geringe maar toenemende aandacht voor geothermie heeft verklaarbare oorzaken. Het slaan van putten (twee per project: voor heen- en retourwater) is erg duur. Een put slaan kost, afhankelijk van de diepte, één tot twee miljoen euro. Per project kunnen de kosten oplopen tot vier, mogelijk zes miljoen euro. Daar komen de investeringen voor warmtewisselaar, pomp en warmtedistributiesysteem nog bij.
Adviseur Bas de Zwart van IF Technology voegt daaraan toe: ‘En geen geoloog kan vooraf garanderen dat er warmte uit komt. Die zekerheid bestaat pas als de put warm water produceert.’ Willemsen en De Zwart stellen overigens dat het in de toekomst mogelijk is de kosten per put met veertig procent omlaag te brengen door gebruik van kunststoffen in plaats van roestvrij staal.
Geothermie alleen geschikt voor grootschalige warmtevraagprojecten
Diepe geothermie is alleen mogelijk bij een grootschalig project met een warmtevraag gelijk aan minimaal tweeduizend woningequivalenten, een industrie of een glastuinbouwbedrijf. Een geothermische verwarmingsinstallatie moet daarom ook veel uren maken. De techniek is echter geschikt voor zowel verwarming als koeling (met een absorptiekoelmachine). ‘Dat is juist een van de grote voordelen van geothermie, waardoor de investering eerder terug te verdienen valt’, zegt drs. Saskia Hagedoorn, consultant van adviesbureau Ecofys in Utrecht.
Verder is er nog onvoldoende ondergrondinformatie. Bestaande informatie is vooral afkomstig van de olie- en gassector. ‘Maar wij willen warm water’, aldus De Zwart. Lokaal moet er daarom nog veel onderzoek worden gedaan.
Op basis van de voorhanden zijnde informatie lijkt in ons land de regio Den Haag/Rotterdam het meest gunstig voor benutting van aardwarmte. Plaatselijk is dat ook het geval in Noord-Brabant, Drente en de kop van Noord-Holland.
Hoe duurzaam is geothermie?
Hoe duurzaam is geothermie? Bij diepe geothermie komt in alle gevallen zeer zout water naar boven. Het onttrokken water gaat na gebruik afgekoeld terug in de bodem. Dat gaat gepaard met drukdalingen van tien tot twintig procent (de druk op twee kilometer diepte bedraagt tweehonderd bar).
Vanwege de warmte-onttrekking hebben geothermieprojecten niet het eeuwige leven. Een levensduur van dertig tot vijftig jaar is echter goed mogelijk. Daarna moet een put met rust worden gelaten. Herstel naar het oude niveau kan honderden jaren duren.
Bij IF Technology houden ze de blik hoopvol op de toekomst gericht. Een blijvend hoge gasprijs en de noodzaak van vermindering van koolstofdioxide-emissies heeft de voorwaarden voor aardwarmtewinning verbeterd. Dit ingenieursbureau heeft momenteel een tiental projecten voor diepe geothermie in voorbereiding. Het geothermieplatform, waarin zich zo’n 25 bedrijven en instituten met belangen op dit gebied hebben verenigd (waaronder IF Technology), gaat uit van twintig gerealiseerde projecten in 2020.
Diepe geothermie
Een project voor diepe geothermie – warmwaterwinning vanaf een diepte van twee kilometer – begint met het plaatsen van een boortoren. Er zijn twee boringen nodig: één put om het water op te pompen en één om het gebruikte water terug te voeren. In de geboorde gaten worden stalen buizen geplaatst met een lengte van twee kilometer of meer. Deze hebben onderin een diameter van 175 mm en bovenin 300 mm.
Dan begint het testen: hoeveel water kan naar boven worden gehaald en met welke temperatuur? Bij positieve uitslag plaatst men bovenin het gat een pomp – met een capaciteit van honderd tot tweehonderd kubieke meter per uur – en een warmtewisselaar. Vanwege het zoute grondwater moeten het primaire en het secundaire watercircuit gescheiden zijn. Er worden leidingen gelegd naar de locatie waar het warme water wordt gebruikt. De put moet worden afgedicht om het ontsnappen van gassen te voorkomen.
Ondiepe geothermie
In tegenstelling tot ‘diepe geothermie’ is ‘ondiepe geothermie’ – warmwaterwinning tot een diepte van driehonderd meter – inmiddels een redelijk succes in Nederland. Hierbij slaat men ’s zomers warmte op in watervoerende lagen, die men ’s winters weer onttrekt. In de zomer gebeurt het omgekeerde: dan wordt hetzelfde water gebruikt voor koeling.
Er zijn inmiddels in ons land zeshonderd van deze projecten gerealiseerd. Onder andere de TU Eindhoven (25 MWth, de grootste van Europa), de Jaarbeurs in Utrecht, Paradiso in Amsterdam en het NOB-complex in Hilversum maken er gebruik van. Alle nieuwe Ikea-vestigingen krijgen ook zo’n systeem voor warmte/koude-opslag.
2 Replies
7102 Views