Maar wat is Geothermie eigenlijk en hoe werkt het?
Lees hier het artikel van Elsevier:
Geothermie lijkt een goed alternatief om huizen te verwarmen. Hoe werkt het?
De energiesector is naarstig op zoek naar alternatieve manieren om huishoudens, kantoren en industrieën van warmte te voorzien in plaats van met gas uit Groningen. Een veelbelovende techniek is het gebruik van geothermie.
Geothermie, of aardwarmte, is een manier van warmte opwekken met behulp van warm water dat zich in poreuze ondergrondse gesteentelagen, zogeheten aquifers, bevindt. Deze aquifers worden verwarmd door de buitenmantel – de aardlaag direct onder de aardkorst. Hoe dieper je komt, hoe warmer de bodem is. Gemiddeld neemt de temperatuur met 30 graden per kilometer toe.
Dit water wordt opgepompt en met de warmte kunnen kassen, huizen en kantoren worden verwarmd (zie kader ‘Zo werkt geothermie’). Ook kan er met geothermie elektriciteit worden opgewekt. Dat vergt wel hogere temperaturen (vanaf 150 graden Celsius) en dus diepere putten. Geothermie op deze dieptes heet ook wel Ultra Diepe Geothermie en komt in Nederland nog niet voor.
Omdat de gebruikte warmte direct uit de aarde komt, is geothermie een zeer duurzame en schone vorm van energie. Nederland blijkt bovendien bij uitstek geschikt te zijn om deze techniek toe te passen.
Nederland is zeer geschikt
Allereerst ligt Nederland in een geologisch bekken, wat betekent dat er dikke, goed doorlatende gesteentelagen in de bodem zitten. Die gesteentelagen zijn zeer geschikt voor geothermie, omdat water er makkelijk doorheen stroomt en zich daardoor laat oppompen.
Ten tweede worden olie en gas in Nederland ook op deze dieptes gewonnen. In heel Nederland zijn de afgelopen decennia boringen verricht om onderzoek te doen naar deze aardlagen, waardoor er een goed beeld bestaat van de opbouw van de Nederlandse bodem. Deze kennis, in combinatie met de praktische ervaring die er in Nederland is met het boren en exploiteren van putten, vormt een voordeel bij de ontwikkelingen van geothermie.
In Nederland wordt geothermie pas tien jaar toegepast. Er lopen ongeveer twintig projecten, vooral in de glastuinbouw. Zo zit in het Zuid-Hollandse Pijnacker tuinbouwbedrijf Ammerlaan The Green Innovator, dat naast kassen ook 470 appartementen, een scholencomplex, een zwembad en een sportcomplex verwarmt.
Ook de TU Delft is bezig met een eigen aardwarmte-project (zie ‘TU Delft wil haar eigen aardwarmteput’ onderaan de pagina). Geothermie is goed voor ongeveer 0,15 procent van de totale warmtebehoefte in Nederland. Dat is nog heel weinig, maar ten opzichte van 2014 is het een verdubbeling.
Onzekerheid is de grootste factor, maar daar wordt aan gewerkt
De technologie kan nog wel verbetering gebruiken. De Brit Phil Vardon (36), universitair hoofddocent Geo-Engineering aan de TU Delft, legt uit dat onzekerheid het hoofdaspect is bij het boren van de put. Met geluidsgolven kunnen onderzoekers een goed beeld krijgen van de ondergrond, maar pas na een boring is echt duidelijk hoe de aquifer eruitziet en wat de exacte temperatuur is.
Dan kan blijken dat er een misboring is en dat de aquifer niet bruikbaar is. ‘Gesteentelagen zijn niet homogeen. Het kan zomaar dat er een andere gesteentelaag of breuk dwars door de aquifer heenloopt die stroming belemmert,’ zegt Vardon. ‘Ook kan de aquifer minder poreus zijn dan gedacht, of de temperatuur is te laag voor efficiënt gebruik. De TU Delft richt zich dan ook op het reduceren van de onzekerheden.’
Het transport van aardwarmte over lange afstanden is duur, omdat daarbij veel warmte verloren gaat, tenzij kostbare isolatie wordt ingezet. De gebruikers moeten daarom dicht bij de put zitten.
De kosten zijn nog hoog, maar de overheid komt de sector tegemoet
Of geothermie rendabel wordt, hangt grotendeels af van hoe de kosten uitpakken. Het vergt een flinke investering om een put te boren, eenmaal in bedrijf is hij relatief goedkoop. Maar die investering – gemiddeld 3 miljoen euro per put – en een technologie die nog in de kinderschoenen staat, is niet aantrekkelijk. ‘Een misboring is daarom ook erg duur,’ zegt Jon Limberger (31) die aan de Universiteit Utrecht promoveerde op het onderwerp.
De overheid heeft een aantal financiële regelingen om geothermie te stimuleren. Zo zijn er naast de standaardsubsidies voor duurzame energiewinning, garanties bij misboringen. Ook moedigt zij het gebruik van geothermie aan door het verschil in kosten tussen aardwarmte en verwarming op gas bij te leggen. Limberger: ‘Nu zijn de kosten nog relatief hoog, maar zodra er meer projecten zijn geweest en er meer ervaring is, zakken die natuurlijk snel.’
Krijgen we hierdoor geen Groningse taferelen?
Ten slotte, met de Groningse bevingen in het achterhoofd: hoe zit het met de veiligheid? Overheidsorganisatie Staatstoezicht op de Mijnen bracht in juli 2017 een rapport uit dat een aantal risico’s van aardwarmte meldt, bijvoorbeeld geologische risico’s zoals aardbevingen, en de kans op brand- en explosiegevaar indien er per ongeluk olie of gas wordt gevonden.
Vardon deelt die zorgen niet: ‘Het is een beginnende industrie, dus er zijn nog niet veel professionele bedrijven of standaarden. Maar de veiligheidsmaatregelen van de zeer ervaren olie- en gasindustrie worden grotendeels overgenomen, dus de kans dat er iets gebeurt, is klein. Geologische risico’s spelen alleen een grote rol in gebieden waar al aardbevingen en breuklijnen waren. Daar ga je dan ook niet zomaar aardwarmte winnen.’ Ook wijst hij erop dat het terugpompen van afgekoeld grondwater de druk constant houdt, wat de kans op verzakkingen in de bodem drastisch vermindert.
TU Delft wil haar eigen aardwarmteput
De TU Delft had al vroeg de potentie van aardwarmte door. In 2007 werd met het Delft Aardwarmte Project (DAP) begonnen, een initiatief om de campus met aardwarmte te verwarmen. Inmiddels is DAP gesplitst in een stichting en het DAPwell-project, dat de aardwarmteput op de campus ontwikkelt.
‘Wij zien de DAPwell als een levend lab,’ vertelt Phil Vardon, die met andere wetenschappers het wetenschappelijke deel van het project leidt. Aan de ene kant zal het voorgestelde project een praktisch aspect hebben (de campus en mogelijk later ook de omliggende woonwijken verwarmen), aan de andere kant wordt de put zo ontworpen dat allerhande onderzoeken en proeven kunnen worden uitgevoerd, zoals het testen van nieuwe materialen voor de put, of het gebruik van optische vezelkabels om de aquifer te bestuderen.
In de huidige fase van het project worden business-cases en risicoanalyses ontworpen. De onderzoekers hopen dat het project dit jaar begint en in 2020 gereed is.
