Contact

Meer informatie over het programma Huren met Energie:

Anouk Corèl

Anouk Corèl

Senior projectleider

06 83 17 14 95

Warmtenetten op geothermie

Dit artikel is geschreven naar aanleiding van een presentatie van Jan Willem Rösingh van Perpetuum Energy Partners BV tijdens de startbijeenkomst Experiment Warmtesprong van Platform31. Perpetuum Energy Partners BV ontwikkelt momenteel verschillende geothermieprojecten in onder andere Den Haag, Delft en Middenmeer.

Waarom is geothermie interessant?
De warmte uit warmtenetten is veelal afkomstig uit afvalverbrandingsinstallaties en fossiele energiecentrales. Bij energiecentrales geldt dat er bij productie van elektriciteit ook warmte wordt geleverd. Door warmteleveringsverplichtingen moet de centrale soms verliesgevend draaien om warmte van voldoende hoge temperatuur te kunnen blijven leveren. Bij afvalverbrandingen is dat ook zo maar is dit effect kleiner. Hiervoor geldt wel dat voldoende afval verbrand moet worden om het warmtenet te blijven voeden waardoor het soms noodzakelijk is om afval te (blijven) importeren. Zo wordt bijvoorbeeld voor de installatie in Amsterdam afval uit Engeland geïmporteerd.

Van de kolencentrales die warmte leveren, hopen we dat deze op termijn gesloten worden. Voor afvalverbranding geldt dat we in de toekomst veel meer afval gaan hergebruiken. Op termijn zullen beide typen warmtebronnen daarom verdwijnen dan wel veel kleiner worden. Het voordeel van deze warmtebronnen is wel dat dankzij de warmte die zij leveren er warmtenetten zijn en worden ontwikkeld. De warmte geleverd aan warmtenetten kan op termijn duurzaam gemaakt worden, bijvoorbeeld via geothermie.

Wat is geothermie?
Bij geothermie (aardwarmte) wordt heet water uit de grond benut als bron voor een warmtenet. Een geothermische bron bestaat uit een productieput en een injectieput. Beide putten zijn 1 à 3 km diep en eindigen bij een ondergronds waterreservoir. Uit het productiereservoir wordt (zeer zout) water van 80 tot 100 graden Celsius naar boven gepompt. De warmte wordt via een warmtewisselaar overgebracht op een warmtenet. Het afgekoelde water met een temperatuur van 40 tot 70 graden Celsius gaat via de injectieput terug de grond in. Het productie- en injectiepunt liggen ondergronds op circa 2km afstand van elkaar, de beide putten bovengronds direct naast elkaar.

Geothermie 1

Veel ondergrond in kaart gebracht
Om geothermieputten succesvol te boren is informatie nodig over de waterdoorlatendheid en temperatuur van de ondergrond. Veel van de ondergrond in Nederland is al via gas- en olieboringen en seismiek in kaart gebracht. De seismiek metingen hiervoor worden gedaan langs lijnen. In onderstaande kaart is zichtbaar welke gebieden in kaart zijn gebracht. Wat bijvoorbeeld opvalt is dat er nog weinig bekend is over de ondergrond in Amsterdam en omgeving vanwege geen gas en oliewinning in de afgelopen decennia, terwijl juist in deze stedelijke omgeving een grote potentiële warmtevraag ligt door het uitgebreide bestaande warmtenet.

Geothermie 2

Hoe diep moeten de putten zijn?
Vanuit de gas- en oliewinning is vooral kennis aanwezig over de ondergrond tussen de 2 en 3 km diep. Hier is bovendien (formatie)water met een temperatuur van 70ºC tot 90ºC te vinden. Om deze redenen vinden de boringen vooral op deze diepte plaats. Er wordt momenteel onderzoek gedaan naar boringen op een diepte van circa 0,6 – 1,2 km. Ondiepe aardwarmte is sneller en goedkoper te ontwikkelen en heeft een lagere temperatuur (bijv. 45 graden Celsius: voldoende voor ruimteverwarming; voor warm tapwater is dan nog een opwaardering nodig d.m.v. warmtepomp, o.a. vanwege het legionellarisico).

Hoe ziet een geothermie-put eruit?
Een geothermie-put bevindt zich voor het grootste gedeelte onder de grond (ook de productiepomp om het water uit de put te pompen). Er is een bovengrondse ruimte nodig van minimaal 10mx10mx3m (lxbxh) nodig voor de warmtewisselaars, filters en injectiepompen en de overige installaties. Daarnaast is bovengronds een back-up-systeem (ketel) nodig om warmte te leveren tijdens storing of onderhoud van de installaties of om de piek in de warmtevraag op te kunnen vangen. In stedelijk gebied is het belangrijk rekening te houden met het bovengrondse ruimtebeslag (vooral tijdens de boorfase) bij de locatiekeuze.

Geothermie 3

Voordelen geothermie
Geothermie kent een aantal voordelen ten opzichte van bijvoorbeeld zonne-en windenergie. Zo is aardwarmte onafhankelijk van het seizoen beschikbaar en komen er geen of nauwelijks CO2-emissies vrij. Zoals eerder aangegeven bevindt het grootste gedeelte van de installatie zich onder de grond.

Wanneer kan je een geothermieproject starten?
Op een ‘reguliere’ geothermieput kan je ongeveer 4000 woningen aansluiten, uitgaande van warmteafname per woning 30-60 GJ per jaar. De slagingskans neemt toe wanneer er mogelijkheden zijn om de warmte te benutten voor publieke voorzieningen (zoals scholen en zwembaden) en wanneer cascadering mogelijk is. Cascadering betekent dat de eerste afnemer gebruik maakt van hoge temperatuurwarmte (bijv 80-90ºC) en een andere afnemer de retourwarmte van de eerste afnemer (bijvoorbeeld bij 50-60ºC) benut alvorens het water met een zo laag mogelijke temperatuur weer de grond in gaat. Indien de productieput hogere temperaturen levert is cascadering vaker mogelijk.

Businesscase
Onderstaande fictieve businesscase is opgesteld door Perpetuum Energy bv en dient puur als voorbeeld.

Geothermie 4

In bovenstaande businesscase is zichtbaar dat boringen de grootste kostenpost vormen. Senior financiering is afkomstig van de banken, achtergesteld vermogen wordt geleverd door fondsen. Een groot deel van de inkomsten is afkomstig uit de SDE+ subsidie. Dit is een subsidieprogramma van de Rijksoverheid waar bedrijven en (non-profit) projecten die hernieuwbare energie (gaan) produceren aanspraak op kunnen maken. De subsidie is onderverdeeld in verschillende categorieën zoals biomassa, geothermie, water, wind en zon. Voor de eerste helft van 2017 is een budget van € 6 miljard beschikbaar; verwacht wordt dat het totale budget voor 2017 uitkomt op € 12 miljard. Partijen ontvangen een subsidiebedrag per geleverde hoeveelheid energie.

Verwacht wordt dat de temperatuur uit de productieput na circa 25-30 jaar begint af te nemen. De hoeft niet perse een probleem te zijn omdat de installaties van de afnemer tegen die tijd ook op een lagere temperatuur kunnen functioneren (bijv. door aanvullende schilisolatie of aangepaste warmte-afgiftesystemen. Er wordt nog onderzoek gedaan naar de daadwerkelijke uitputting en naar de periode die een put nodig heeft om te herstellen.

Welke aardwarmteprojecten heeft Nederland?
Nederland heeft momenteel 14 operationele aardwarmteprojecten. Met name in de glastuinbouw wordt veel geothermie gebruikt, dit levert ca 10% van de vraag naar warmte op. Daarnaast zijn veel projecten in uitvoering, voorbereiding of in onderzoek.



Volg Huren met Energie op twitter