Je leest:

Energie uit de bodem

Energie uit de bodem

Auteur: | 21 februari 2011

Nederland is een topland om aardwarmte te winnen, zegt Guus Willemsen van IF-Technology. Maar waarom staan we dan niet aan de top?

In de kern van de aarde is het minstens 2000°C en misschien zelfs wel 12000°C. Van de gehele aardbol is 99% warmer dan 1000°C. Alleen aan de buitenkant heeft zich een dun korstje van redelijk afgekoeld materiaal gevormd, we mogen van geluk spreken dat er op te leven valt.

In september 2010 was het een wederkerend item in het televisiejournaal: de Chileense mijnwerkers die vast waren komen te zitten op 700 meter diepte. Terwijl de families van de kompels aan het aardoppervlak de kou trotseerden zaten de mijnwerkers zelf peentjes te zweten onder de grond, bij een temperatuur van ruim dertig graden.

De temperatuur op aarde neemt toe met de diepte, zullen deze mannen kunnen beamen. Wereldwijd komt er gemiddeld 25 tot 30ºC per kilometer bij, in Nederland gaat het om gemiddeld 30°C per kilometer. En dat biedt mogelijkheden: Wie kans ziet de warmte omhoog te halen kan er zijn huis mee verwarmen, of – als de temperatuur hoog genoeg is – zelfs energie produceren.

Deze zogeheten aardwarmte kan getransporteerd worden met behulp van water. Op sommige plekken bevindt dit zich al op grote diepte en hoeft het alleen nog naar boven gehaald te worden; op andere locaties zou men eerst water naar beneden kunnen brengen, om het later opgewarmd weer omhoog te pompen. Als het opgepompte water warmer is dan 100°C kan het gebruikt worden voor de opwekking van elektriciteit en vanaf 70°C is het al geschikt om huizen mee te verwarmen. Geothermie, heet deze tak van sport, die in Nederland eigenlijk nog in de kinderschoenen staat; waarom eigenlijk?

De temperatuur in de ondergrond van Nederland op een diepte van 2 km (links) en 5 km (rechts).
TNO, Utrecht (met toestemming)

Topland

“Nederland is juist een topland voor geothermie”, zegt Guus Willemsen, directeur van IF-Technology in Arnhem. Natuurlijk kunnen we niet concurreren met een land als IJsland waar water van honderden graden gewoon uit zichzelf omhoog komt aan het aardoppervlak. Maar in de ondergrond van Nederland zitten wel erg veel sedimentlagen die water bevatten en goed doorlatend zijn, waardoor het hete water vanuit de diepte relatief makkelijk omhoog gepompt kan worden. “Bovendien zijn er maar heel weinig landen waar zoveel gegevens van de ondergrond beschikbaar zijn als bij ons”, zegt Willemsen. Het is een erfenis van de vele boringen en seismische metingen die zijn uitgevoerd voor de olie- en gaswinning.

De vraag naar warmte in Nederland is groot, met name vanwege de glastuinbouw. Ook dat is een belangrijke succesfactor, vertelt Willemsen, omdat de warmte die uit de aarde omhoog gehaald wordt zo dicht mogelijk bij de bron benut moet worden. Transport over grote afstanden kost energie, en – belangrijker nog – het water koelt onderweg af.

Geothermische energie winnen gebeurt door twee boringen te zetten (een doublet). Langs het ene boorgat wordt warm water omhoog gepompt, langs het andere wordt het afgekoelde water weer terug in de bodem gebracht.
TNO, Utrecht (met toestemming)

Projecten

Het allereerste project waarbij aardwarmte gewonnen werd in Nederland betrof een glastuinbouwproject. Een tomatenkweker in Bleiswijk stak zijn nek uit en besloot zijn kassen met aardwarmte te gaan verwarmen. De boring werd gezet in 2007, en pakte zo goed uit dat hetzelfde bedrijf op een andere lokatie bij Berkel & Rodenrijs een tweede doublet liet aanleggen. Hier wordt nu water van meer dan 65ºC omhoog gehaald van een diepte van 1800 meter, met een snelheid van 130.000 liter per uur. Ruim voldoende om de kas te verwarmen.

Inmiddels zijn in Nederland meer aardwarmteprojecten van start gegaan. In 2010 zijn boringen gestart voor de verwarming van een potplantenkwekerij in Pijnacker, een woonwijk in Den Haag Zuidwest, en een tomatenkas in Pijnacker. Voor 2011 staat een doublet in IJsselmuiden bij Kampen gepland.

TNO heeft in 2010 het technisch en economische potentieel van geothermie in de Nederlandse ondergrond tot 4 kilometer ingeschat op circa 10.000 miljard kWh. Daar hebben 1 miljoen moderne huishoudens genoeg aan voor de komende duizend jaar. Het potentieel van de ondergrond dieper dan 4 kilometer is op dit moment nog onvoldoende bekend om nauwkeurige uitspraken over te doen.

Risico’s

Maar als het zo’n succes is, waarom staat Nederland dan nog niet vol met boorputten naar aardwarmte? Vanwege de risico’s, die er ook zijn.

Ten eerste financieel: Omdat het zetten van de boring verreweg het kostbaarste onderdeel is van het winnen van aardwarmte, wil je er als investeerder zeker van zijn dat je inderdaad na het boren heet water op kan pompen. Zeker ben je in de geologie echter zelden: zo moest in Bleiswijk de dikte van de waterhoudende laag van tevoren zo exact mogelijk worden ingeschat. “Ergens tussen de 10 en 75 meter”, was de uitkomst van zeer gedegen onderzoek door TNO. En de doorlaatbaarheid? Volgens laboratoriummetingen aan hetzelfde gesteente van een ondiepere lokatie zou het goed moeten zitten; maar zou het op grote diepte niet teveel zijn ingedrukt om het water goed te laten doorstromen? Veel vragen konden pas beantwoord worden door de boring daadwerkelijk uit te voeren.

Bovendien is er de concurrentie. Want hoewel bijna niemand het merkt is het druk in Neerlandse diepe ondergrond. Oliewinning, gasopslag, zoutwinning en geothermie strijden om de voorrang in de ondergrondse ruimte, en omdat het grondwatersysteem een complex en samenhangend geheel is kan het niet worden opgelost door iedereen een eigen gebiedje te geven.

De aarde is zo heet dat we nog van geluk mogen spreken dat er op te leven valt…
courtesy of the U.S. Geological Survey (public domain)

Politiek

Toch lukt het in andere landen wel. In Duitsland bijvoorbeeld, waar de geologische omstandigheden voor aardwarmte min of meer vergelijkbaar zijn met die in Nederland, zijn inmiddels zo’n 30 tot 40 grote projecten gerealiseerd. De oudste installaties zijn in Duitsland bovendien al tientallen jaren in bedrijf.

“De politiek werkt ook niet erg mee”, zegt Jan-Diederik van Wees, onderzoeker bij TNO: “Voor windenergie wordt bijvoorbeeld tien keer zoveel subsidie per kWh neergeteld als voor aardwarmte.” Iets meer stimulering zou de ontwikkeling van geothermie al behoorlijk kunnen versnellen, denkt hij, “en dan ben je uiteindelijk honderden miljoenen per jaar goedkoper uit dan met het financiëren van windmolens.”

Nederland mag dan een potentieel topland zijn voor geothermie – of we het ooit echt zo ver zullen schoppen blijft vooralsnog de vraag.

Bronnen:

Zie ook:

DAP : Het studentenintiatief van de TU Delft op gebied van onderzoek naar aardwarmte en verwarming van de TU Delft campus. Aardwarmte (Filmpje op Klokhuis) Geothermie bij TNO

Om zowel professioneel geinteresseerden als andere belangstellenden een indruk te geven van de kans van slagen op een succesvolle boring in Nederland ontwikkelde TNO de website ThermoGIS. Hierin kan men voor elke willekeurige plaats in Nederland opzoeken wat er bekend is over de temperatuur en de waterdoorlatendheid van de bodem ter plekke, en hoe groot de kans is op de rendabele winning van geothermie.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 februari 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.