Je leest:

Energiegebruik geothermiebron snel terugverdiend

Energiegebruik geothermiebron snel terugverdiend

Auteur: | 12 juni 2013

Hoe snel verdienen we de energie die in de bouw van een aardwarmtebron is gestopt weer terug? Dat was de vraag die Larissa González in haar afstudeerscriptie wilde beantwoorden. Ze nam het (tot nu toe) diepste aardwarmteproject in ons land onder de loep: Green Well Westland.

Om de duurzaamheid van geothermie te bepalen, berekende Larissa González de CO2-uitstoot en het gebruik van fossiele brandstoffen over de hele realisatieketen van het aardwarmteproject Green Well Westland, dus inclusief de boring en de bouw van de installatie tot en met het warmtegebruik in de Westlandse kassen. Uit de analyse blijkt dat het energiegebruik van een gemiddelde aardwarmte-installatie al in 2,5 maanden is terugverdiend.

Img 1935
Green Well Westland, met 2850 meter en een vermogen van 9,7 MWth tot op heden de diepste geothermiebron in Nederland.
Green Well Westland

Kostbare boringen

Een boring tussen 1,5 en 3 kilometer diepte (op deze diepte corresponderend met een vermogen tussen 6 en 20 MWth ) kost globaal 1,5 miljoen euro per MWth. 70% van de kosten voor een geothermieproject wordt uitgegeven aan de boring en de installatie, berekend over de totale levensduur van de aardwarmte-installatie. Daar komt bij dat een boring niet zonder risico’s op succes is. Hoewel geologen nauwkeurig onderzoeken welke plaatsen geschikt zijn voor geothermie, kunnen zij niet met 100% zekerheid garanderen dat zij een technisch geschikte bron vinden die ook nog eens economisch interessant is.

Greenwell agroadviesburo
Green Well Westland
Agro AdviesBuro

Boorput

De realisatie van aardwarmteprojecten is niet alleen duur, maar kost ook veel energie. González: “Behalve de elektrische energie voor de boring zelf zijn er veel energie-intensieve materialen nodig, zoals casings: de ondergrondse buizen van de geothermie-installatie. In de installatie van Green Well Westland zijn deze geproduceerd uit staal. Ook het cement voor de verbindingen tussen de casings hebben we in de berekening verwerkt, evenals de bovengrondse (eveneens stalen) transportleidingen. Met dit leidingenstelsel wordt het hete water, dat is verwarmd met het hete bronwater, naar het kassencomplex vervoerd”.

Technische levensduur

De technische levensduur van een bron als deze wordt geschat op ca. 30 jaar. De verwachting is dat de diepe ondergrond, na stopzetting van de warmte-onttrekking, na ongeveer een eeuw weer min of meer op temperatuur zal zijn, waarna de bron theoretisch gezien weer opnieuw gebruikt kan worden. Geothermie kan dus, net als zonne- en windenergie, als een hernieuwbare energiebron worden beschouwd.

Uit rapp larissa boorconfiguratie
Boorconfiguratie Green Well Westland. Bij een geothermiebron spreekt met van een doublet omdat er twee buizen de grond in gaan: een buis waarin het water uit de diepe aardlagen (brine) wordt opgepompt en een tweede buis waarmee het water na warmteafgifte weer in de bodem wordt geïnjecteerd (de diepste ondergrondse afstand tussen productie- en injectieput is 2 km). De buizen worden schuin de grond in geleid om zo lang mogelijk te voorkomen dat het koude geïnjecteerde water in de buurt komt van de warmtebron (productieput). Na enkele decennia gebeurt dit echter wel, waarna de temperatuur van het opgepompte water langzamerhand lager zal worden.
Larissa Gonzalez

Coefficient of Performance

In de onderzoeksperiode (het vierde kwartaal van 2012) werd de gemiddelde maandelijkse energie-opbrengst in een jaar berekend: dit was 16.000 GJ (gigajoule ). De pompen, die het water omhoog pompen en ook weer injecteren in dezelfde, diepe aardlagen, gebruiken hiervoor gemiddeld 400 GJ. Dit geeft een COP (Coefficient of Performance) van gemiddeld 40.

González legt het begrip COP uit: “De COP geeft aan hoe energie-efficiënt een energiesysteem, zoals een geothermische installatie, is. De COP geeft aan hoeveel energie-eenheden een systeem opbrengt voor elke energie-eenheid die je erin stopt. Bij Green Well Westland geldt: je stopt er één energie-eenheid in – de elektriciteit die nodig is voor de pompinstallatie – en er komen veertig energie-eenheden (voor kasverwarming) uit. Bij het warmtetransport naar de kassen bleek 3% verloren te zijn gegaan”.

Gww02
Green Well Westland bestaat uit vijf tuinbouwbedrijven. De beschikbare hoeveelheid warmte is echter meer dan deze vijf bedrijven kunnen gebruiken. Daarom wordt deze energie vervoerd naar de drie aangesloten tuinders in de omgeving. De geothermie-installatie van Green Well Westland ligt naast Kwekerij Zeurniet. De groene bedrijven horen bij GWW en de blauwe bedrijven zijn extra afnemers.
Green Well Westland

Besparing op aardgas

De tuinders die de warmte voor hun kassen benutten, hebben zowel een duurzaam, maar vooral ook zakelijk belang bij het project Green Well Westland. González: “Met deze bron kunnen zij tot ruim de helft besparen op hun gasrekening, ongeveer 6 miljoen kubieke meter aardgas per jaar. Het aardgasgebruik kun je weer omrekenen naar CO2-emissies. Het is erg lastig precies te voorspellen in hoeveel jaar een aardwarmte-installatie in geld is terugverdiend omdat dit van zeer veel factoren afhankelijk is. Heel globaal kun je uitgaan van een terugverdientijd tussen 5 en 10 jaar”.

Gasvlam
Nederland is een aardgasland, zowel wat betreft productie als gebruik.
Wikimedia Commons

De besparingen op fossiele brandstoffen kun je ook omrekenen naar het aardgasgebruik van huishoudens, waarbij je uitkomt op het gebruik van 3500 huishoudens over een heel jaar (uitgaande van een gemiddeld jaargebruik van 1600 kubieke meter aardgas). Kortom, de tuinbouwsector gebruikt veel aardgas en er valt dan ook veel te besparen.

Energieterugverdientijd

González berekende de totale uitstoot van CO2 en het gebruik van energie tijdens de boring van Green Well Westland – de productie van elektriciteit, alle stalen leidingen en het cement – en vergeleek dit met de besparing van CO2 en energie door de benutting van aardwarmte. Het (primaire) energiegebruik voor de boring en materialen bedroeg ruim 27.500 gigajoule.

González: “Dankzij de grote energieproductie van deze geothermiebron is de terugverdientijd van de energie die gestoken is in de bouw van de put en het produceren van de benodigde materialen, slechts 1,5 maand: 27.500 GJ gedeeld door de eerder genoemde maandelijkse opwekking van iets minder dan 16.000 GJ. Green Well Westland scoort hierbij relatief goed; voor een meer gemiddelde bron is de terugverdientijd ongeveer 2,5 maand”.

Geothermie ijsland
In het vulkanische IJsland is aardwarmte razend populair. Het hete grondwater komt hier dicht aan het aardoppervlak. IJsland gebruikt geothermie ook voor elektriciteitsproductie omdat hiervoor bronwater van meer dan 100°C nodig is. In Nederland moet veel dieper geboord worden om bij zulk heet gesteente te komen. In ons land gebruiken benutten we aardwarmte daarom alleen als warmtebron.
Flickr / Lydur Skulason

Voorlichting

In de berekening heeft González niet álle energetische kosten mee kunnen nemen. Zo verdisconteerde ze bijvoorbeeld niét het energiegebruik dat bij de ertswinning gebruikt wordt. Voor dit onderzoek voerde dat te ver, maar bij een breed opgezette levenscyclusanalyse (LCA) zou dat wel gebeurd zijn.

Vysokepece1
Productie van staal
Wikimedia Commons

“Dat geothermie duurzaam was, werd al wel algemeen aangenomen," aldus González, die haar afstudeerproject uitvoerde in opdracht van het Platform Geothermie. Het platform wil de uitkomsten van deze studie gaan gebruiken in de voorlichting over aardwarmte. “Met dit project hebben we aangetoond hóe duurzaam precies. Ook vergeleken met zonne- en windenergie is een terugverdientijd van 2,5 maand een goed resultaat.”

Bronnen en meer lezen:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 juni 2013

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.