2019

Van het gas af met geothermie

Aardwarmte op grote diepte

Dat Nederland van het gas af moet is één. De vraag hoe is een stuk lastiger te beantwoorden. We hadden het eerder al over warmtepompen en warmtenetten. Over houtkachels en over waterstof als toekomstmuziek. Vandaag gaat het over aardwarmte, of met een duur woord 'geothermie'. Te gast zijn Lucia Kleinegris en de speciaal uit Vlaanderen overgekomen expert Ben Laenen.

Ben Laenen is onderzoeker bij het Vlaams studiecentrum VITO in Mol. Sinds 20 jaar is betrokken bij de ontwikkeling van de geothermie in Vlaanderen. De Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek is volgens Ben vergelijkbaar met ons TNO maar dan tien keer kleiner.

Lucia Kleinegris legt uit dat bij geothermie, de warmte heel diep uit de aarde komt. "Onze aarde is van binnen enorm heet. Naar de schil toe wordt de temperatuur uiteraard lager. Als we in de aardkorst gaan boren komt de technologie van warmte-koude-opslag al snel binnen bereik. Maar met aardwarmte gaan we nog veel dieper de bodem in, wel een paar kilometer."

Iedereen is bekend met de geisers in IJsland. Daar komt de aardwarmte echt aan de oppervlakte zodat het hete water periodiek omhoog spuit. In andere gebieden is de aardkorst ook relatief dun, zoals in het Italiaanse Toscane in de zogeheten Duivelsvallei. Daar wordt al tientallen jaren geëxperimenteerd met geothermiecentrales.

"In Nederland is de situatie minder gunstig," legt Lucia uit. "Als je gaat boren neemt de temperatuur toe met gemiddeld 30 a 31 graden per kilometer. Na tweeduizend meter zit je dan op een temperatuur van 75 graden. Dat hete water kun je naar boven halen en direct in een verwarmingsinstallatie gebruiken. Vervolgens pomp je het na gebruik via een tweede boorput weer terug in de bodem."

Technisch gezien is geothermie eenvoudiger te exploiteren dan het werken met een warmtepomp op lagere temperatuur. Het boren is wel duur en kan problemen geven. De CO2-uitstoot van de techniek is praktisch nul. "Maar het pompen van het water kost wel energie, al is dit mede afhankelijk van de bodem. Ruwweg haal je zeker tienmaal meer energie uit het hete water dan dat je nodig hebt om te pompen. Hogere rendementen zijn ook reëel haalbaar."

Green Well Westland
Er worden kaartjes geprojecteerd met de bodemtemperatuur in Nederland op 2 respectievelijk 5 kilometer diepte. Duidelijk is dat het concept bij Tilburg pas op 5 kilometer interessant wordt. Lucia tempert ook de verwachtingen: "Veel van de ondergrond is nog onbekend terrein. Soms stuit je op gesteente en niet overal zit water."

Een Nederlands praktijkvoorbeeld is te vinden in Zuid-Holland: Green Well Westland. Deze draait inmiddels een paar jaar en levert meer energie dan verwacht. Op het maaiveld staat een groot buffervat gevuld met water. "In essentie hoef je tussen de kassen alleen maar een diep gat te boren," legt Lucia uit. "De warmte kan direct worden afgegeven aan de installatie." In het Westland hoefde maar geboord te worden tot anderhalve kilometer. Daarmee werd het project goedkoper en werden de risico's verminderd.

Tijd voor de mentimeter. Mensen in de zaal kunnen via hun mobiel vragen stellen aan de experts en deze zullen vervolgens een reactie geven.

Ben Laenen heeft praktijkervaring met het project in Mol. VITO zorgt voor zijn eigen energie en de bron levert ook een stukje elektriciteit. "Het principe is simpel," vertelt Ben, "Maar om te weten of ergens echt water zit moet je uiteindelijk toch boren. Een eerste proefboring op 3.000 meter wijst uit of er water zit, en of de temperatuur klopt." Boren is echter ook duur.

"Het voordeel van zo'n praktijkinstallatie is dat je veel leert als je dingen zelf doet. Men kan onverwachte zaken tegenkomen. Zo is de druk van het water op die diepte 300 bar en dat is veel. Daardoor zitten er veel gassen in opgelost. Als het water boven is, komen die gassen vrij en daar moet je de installatie op aanpassen."

 

Zout!
Een dampend bassin verschijnt op het doek. "Dit is water waar je wat mee moet," verduidelijkt Laenen. "Dit is een tijdelijke berging. In Mol hebben we uiteindelijk gekozen om het water weer terug te injecteren in de bodem. Omdat het namelijk vijf keer zo zout is als zeewater. Dergelijk water kun je niet lozen en het is ook lastig te verwerken, ook al omdat het tevens radioactieve elementen bevat. Allemaal concrete problemen die je moet oplossen."

Een derde ontdekking die de Vlaamse onderzoekers deden gaat over seismiciteit. Aardschokken dus. "Om het water rond te pompen is veel druk nodig. Want je wilt het water terugbrengen in dezelfde laag op grote diepte. Hiervoor is een druk nodig van een kleine 100 bar. Daarmee kun je kleine bevingen veroorzaken en dit gebeurde in Mol ook. We hebben ze kunnen aantonen en ze worden ook gemonitord."

De oplossing is dat men de injectie zo stuurt dat de druk binnen de perken blijft. "Deze bevingen leren ons hoe het water stroomt in de ondergrond. Overigens zijn deze bevinkjes niet te vergelijken met wat er bij jullie in Groningen gebeurde als gevolg van de aardgaswinning. Het verschil is dat we met geothermie feitelijk niets aan de bodem onttrekken. De massabalans wordt dus behouden. Maar koeling leidt op zichzelf wel tot een zekere graad van seismiciteit."

We zoomen nader in op Tilburg. De rode kleur duidt op een hoog energiepotentieel. Blauw geeft aan dat de warmte veel dieper zit en eigenlijk onbereikbaar is. Daartussen ligt een overgangszone. De conclusie is dat Tilburg net op een grensgebied ligt. De hoogste temperatuur ligt boven de 150 graden, waar die in Mol 128 graden bedraagt. Ten noorden van Tilburg is op 1 a 1,5 kilometer slechts water te vinden van 50 tot 60 graden.

Vragen
Inmiddels zijn 21 publieksvragen binnengekomen. Frans Post pikt er een paar uit.

Is geothermie een betaalbaar alternatief voor stadswarmte?
Lucia vertelt dat dit een paar jaar geleden is onderzocht. In het zuidwesten en richting Reeshof zijn er wel kansen om het al bestaande warmtenet te verduurzamen. "Het punt is dat boren heel duur is, maar het aanleggen van een warmtenet is nog veel duurder. Dit kun je in Tilburg vermijden want het warmtenet ligt er al. Dus daar zie ik wel een business case. Op basis van een eerste scan is er vorig jaar een vervolgonderzoek geweest. De conclusie daarvan: voorlopig zit het er financieel nog even niet in."

Een paar mensen vragen zich af wat de risico's zijn van de techniek.
Ben Laenen windt er geen doekjes om: risico's zijn zeker niet uit te sluiten. "Boren en pompen gaat altijd gepaard met lichte bevingen maar vaak vinden die plaats op een niet-voelbaar niveau. Dit gebeurt altijd als je met hoge drukken wekt."

En de gevolgen voor het milieu?
Laenen let vooral op het grondwater. "Je gaat boren naar een watervoerende laag. Op zich is dit niet zo erg, fracken van gesteente is bij ons niet aan de orde. Daarnaast worden ook grondwaterlagen doorboord. Gezorgd moet worden dat het hete water niet gat lekken want je wilt niet dat superzout water in het drinkwater terechtkomt." In Mol heeft men de leidingen ingepakt in drie stalen casings. Deze dienen als barrière om lekkages te voorkomen.

Praten we hier over een eindeloze warmtebron? De aarde wordt immers toch afgekoeld.
Ben beaamt dat de bodem plaatselijk inderdaad afkoelt. "Daar zit een eindigheid op want het koude water zal zich gaan bewegen naar de productieput. Als de warmtevraag te groot is treedt dit effect eerder op en dan zul je de put tijdelijk moeten stilleggen."

Het advies van Lucia Kleinegris aan de beleidsmakers is: kijk voor alternatieve warmtebronnen eerst naar de bebouwde omgeving en naar de mogelijkheden om restenergie te benutten. Kijk vervolgens welke bronnen er zijn voor het invullen van de restvraag. Pas daarna komen geothermieputten in beeld. "Daarmee wil niet gezegd zijn dat het toekomstmuziek is. IJsland is al genoemd als kansrijk gebied. En ook het museum Louvre in Parijs is al jaren aangesloten op een aardwarmtebron."

Daarmee zijn de alternatieve duurzame energiebronnen wel zo'n beetje de revue gepasseerd. De afronding van deze serie komt in een volgend Milieucafé op de agenda.

 


Volgend artikel: Frank van Pamelen


Foto's: Wendy Presser

Verslag: Hans van den Berk