Je leest:

Technologie uit de bodem

Technologie uit de bodem

Auteur: | 6 oktober 2016

Behalve fundament en een bron van voeding, is de bodem ook steeds vaker een bron van nieuwe technologie. Zo blijken bepaalde bodembacteriën heel goed in het opruimen van verontreinigingen.

Op steeds meer plaatsen in Nederland wordt het water in de bodem gebruikt om ’s zomers warmte in op te slaan, om die energie er ’s winters weer uit te tappen. Deze zogeheten warmte-koudeopslag (WKO) is een duurzame bron van energie. Vergeleken met de koeling op basis van een gewone airconditioner, bespaart een WKO-systeem naar verluidt ’s zomers 95% op de benodigde energiekosten. Het grondwater is in de zomer immers een stuk koeler dan de buitenlucht.

Rond het Centraal Station van Utrecht is geëxperimenteerd met het biologisch reinigen van vervuilde bodems.
Hollandse Hoogte, Den Haag

In de winter wordt het licht opgewarmde grondwater eerst langs een warmtewisselaar gepompt om het huis te kunnen verwarmen. Maar zelfs dan gebruikt het systeem nog steeds bijna de helft minder energie dan een gewone verwarming op basis van aardgas.

Los van het duurzame gebruik van energie, biedt warmte-koudeopslag nog een ander belangrijk voordeel, zo scheef de Wageningse promovendus Zhuobiao Ni, van de Environmental Technology Group van Wageningen University & Research eind 2015 in zijn proefschrift: je kan het systeem gebruiken als een soort wasmachine voor bodemsanering! In de bodem rondom een WKO-installatie beweegt het water in de loop van een jaar heen en weer tussen het deel van de bodem waar opgewarmd grondwater wordt opgeslagen en het deel waar het koelere water zit.

Met laboratoriumproeven liet Ni zien dat bepaalde bacteriën in de bodem verontreiniging kunnen ‘opeten’, waarbij ze zich hechten aan bodemdeeltjes. Ze kunnen zo alle verontreiniging opeten in het langsstromende water. Door de hogere temperatuur in de warme bron werken de micro-organismen bovendien sneller en kunnen ze zich ook veel sneller vermeerderen.

Zomer (links): De zon verwarmt het gebouw. Die warmte wordt afgegeven aan het koude grondwater (blauw) dat door de WKO-installatie wordt opgepompt. De verontreiniging (in dit geval CVOC’s, een oplosmiddel uit chemische wasserijen) wordt met het koele water naar de warme (rode) kant gepompt, waar het versneld door bacteriën wordt afgebroken tot onschadelijk etheen. Door lactaat toe te voegen, worden optimale omstandigheden gecreëerd voor de bacteriën die het werk moeten doen. Winter (rechts): Het gebouw wordt verwarmd met grondwater uit de bron die warm is geworden door de opslag van warmte in de zomer (rood). De meeste bacteriën blijven in deze bron aan de bodem vastzitten om langskomende verontreiniging af te breken. Een klein deel van de bacteriën stroomt langs de warmtewisselaar naar de koude bron.
Sittrop Grafisch Realisatiebureau, Nijmegen

“Het is een zichzelf versterkend proces”, zegt de co-promotor van Ni, de Wageningse milieutechnoloog dr. Tim Grotenhuis. “Door het gebruik van de waterbeweging en de opgeslagen warmte kunnen de bodembacteriën zelfs meer dan een factor tien sneller vervuiling opnemen en onschadelijk maken. Als de bacteriën in de praktijk dezelfde prestaties leveren als in het lab, kan je door de combinatie van WKO en biologische sanering in drie jaar evenveel grond saneren als met de huidige technieken in dertig jaar. Bovendien is het veel goedkoper”, vertelt Grotenhuis. “Ni heeft zijn proeven gedaan met bodemmonsters uit het stationsgebied van Utrecht. De sanering van de bodemverontreiniging daar zou met de traditionele bodemsaneringstechnieken, als oppompen en ‘in situ bioremediatie’, zo’n honderd miljoen euro hebben gekost. Met de ‘biowasmachine’ is dat naar schatting elf miljoen”, aldus Grotenhuis.

In Nederland zijn nog bijzonder veel plaatsen waar verontreiniging in de bodem zit. Op deze locaties is het probleem het meest urgent.
RIVM/PBL (2014)

Angst voor verspreiding van vuil

Warmte-koudeopslag is niet zonder meer toegestaan in Nederland. Eén van de criteria waar de overheid naar kijkt voor er een vergunning wordt gegeven, is of er een risico is op de verspreiding van bodemverontreiniging door het heen en weerpompen van het grondwater. Dat is bijvoorbeeld belangrijk om drinkwaterbronnen, die meestal buiten de stad liggen, te beschermen.

Deze eis van schone grond kan een enorme rem zetten op de duurzame bron van energie die WKO is. Nederland telt immers al gauw 11 duizend locaties waar de bodemvervuiling risico’s met zich meebrengt bij warmte-koudeopslag. Veel van die verontreinigingen komen uit de oude chemische wasserijen. Die locaties zijn vooral in steden te vinden, en dat zijn nou net de plaatsen waar WKO goed van pas zou komen, vanwege de grote vraag naar warmte in de winter en koeling in de zomer. Wanneer de overheid, zoals in Utrecht, meer WKO-installaties toestaat in vervuilde gebieden, kan dat dubbele winst opleveren. Zeker als de grondwaterwingebieden buiten de stad liggen.

Oppompen en behandelen van het door de bodemverontreiniging vervuilde grondwater zonder warmte-koudeopslag kan natuurlijk ook, maar dan staat er twintig tot dertig jaar een pomp te draaien. Biologische bodem­sanering ter plaatse duurt lang en de monitoringskosten lopen over zo’n lange periode flink op. De combinatie met energieopslag zou die kosten sterk kunnen terugdringen.

Dit artikel is een publicatie van Stichting Biowetenschappen en Maatschappij.
© Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 oktober 2016

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.