Het binnenste van de aarde bevat een enorme hoeveelheid warmte die nu nog vrijwel onbenut blijft. Experts gaan ervan uit dat met aardwarmte uit diepe aardlagen – beter bekend als geothermie – aan ruim 60 procent van de warmtevraag in de bebouwde omgeving kan worden voldaan. Gaan we verder dan 4 km de aarde in, dan kunnen we er ook elektriciteit mee opwekken. Er zijn in Nederland momenteel twintig werkzame geothermie-installaties, die energie winnen uit aardlagen tot maximaal 3 km diep. Tot nu toe vooral voor tuinbouwbedrijven. Is het tijd om de techniek verder uit te rollen? Twee experts geven hun mening.
Het aandeel van geothermie in de duurzame energiemix is nog klein. Op dit moment komt slechts 3 procent van de duurzaam opgewekte energie van warmte uit de diepere aardlagen. Van de totale energievraag vult geothermie nog maar 0,15 procent in. In de plannen van het Klimaatakkoord spelen warmtenetten een belangrijke rol. En om die te voorzien van voldoende warmte, komt ook geothermie nadrukkelijk in beeld als energiebron. Want wat is nou efficiënter en duurzamer dan met die gratis warmte uit de diepe aardlagen een warmtenet te voeden? Als het van heel diep komt – ultradiepe geothermie (UDG) – kan de stoom zelfs elektriciteit opwekken, waarmee we woningen en gebouwen ook nog eens van groene stroom kunnen voorzien. Maar de initiële investeringen zijn hoog en de ondergrond waarin we boren is nog niet volledig in kaart gebracht. Twee experts geven hun visie over de potentie van geothermie.
‘Een constante bron van duurzame elektriciteit’
‘Naast diepe geothermie zien wij grote potentie in ultradiepe geothermie (UDG) voor de bebouwde omgeving. Vooral omdat je dieper dan 4 km temperaturen van 130 °C of meer aantreft. Die zijn hoog genoeg om er ook rendabel elektriciteit mee op te wekken’, vertelt Guus Cals van HermanDeGroot Ingenieurs. ‘In ons concept verbinden we steden onderling via een open warmtenet dat wordt gevoed door meerdere geothermiecentrales. In die centrales maken we duurzame stroom van stoom, geholpen door een organische vloeistof en een turbine. De restwarmte die je overhoudt na het proces, zet je door naar het warmtenet. In de zomer kan het warmtenet ook voor koeling zorgen.’
Kan ultradiepe geothermie overal?
‘De warmte van de diepe aarde is een constante energiebron voor het opwekken van elektriciteit. Anders dan wind en zon, die er niet altijd zijn. Daarmee is ultradiepe geothermie dus een goede aanvulling op de duurzame energiemix die nodig is om de CO2-uitstoot te reduceren. Natuurlijk kan UDG niet overal, maar geothermie en UDG zijn bijvoorbeeld goed toepasbaar in de industrie die gebruikmaakt van temperaturen tot 250 °C en in stedelijke gebieden waar de afzet sterk geconcentreerd is. De stad München is er bijvoorbeeld al ver mee en wil in 2040 geheel zelfvoorzienend zijn met ultradiepe geothermie. Zowel voor verwarming als voor elektriciteit. Er zijn daar al diverse geothermische centrales in werking. Een deel daarvan put uit dieptes van 4 km en meer. Ook in Frankrijk en België wordt ingezet op aardwarmte. De voorinvestering is hoog, maar als je daarmee zestig jaar lang duurzame energie kunt leveren aan twintigduizend woningen per geothermische centrale, dan is dat in acht jaar terugverdiend. In dat opzicht is het juist relatief goedkoop. In de loop der jaren zullen de kosten wellicht ook nog dalen.’
Zijn er al praktijkvoorbeelden in Nederland?
‘HermanDeGroot Ingenieurs staat in de startblokken om een eerste project te realiseren in de regio Eemland. Daar gaan we zeven gemeenten verbinden via een warmtenet gevoed door UDG, met geothermiecentrales voor warmte en elektriciteit. Hierbij werken we intensief samen met binnen- en buitenlandse partijen die ervaring hebben met geothermie. Het wachten is nu op de boorvergunningen. Die laten in dit soort gevallen soms wel een jaar op zich wachten. Dat is op dit moment wel een knelpunt in de opschaling van geothermie.’ ‘Maar ook moet er nodig meer informatie komen over de (diepe) ondergrond. TNO en EBN (Energie Beheer Nederland) gaan dat nu namens de overheid in kaart brengen. Vervolgens zijn er boringen nodig om te zien wat de eigenschappen van de aangetroffen gesteentes zijn. Dat is ook algemeen dienend onderzoek, dus daar zou de overheid financiële garanties voor kunnen geven. Daarnaast zou de prijs van stadswarmte los van de gasprijs moeten komen te staan en moet de gaskraan verder dicht om een echte doorbraak te forceren.’
Hoe ziet het er installatietechnisch uit?
‘Het installatiedeel van de centrale is vrij simpel: je pompt water op en laat dat door een warmtewisselaar heen gaan, waarna je het water weer terug de aarde in pompt. Bij de bewoner komt een ontvangststation te staan, een kleine warmtewisselaar die de warmte van het warmtenet overdraagt aan het bestaande leidingsysteem van de woning. Bestaande radiatoren hoeven niet vervangen te worden. De geothermiecentrale zal beheerd worden door een operator die zorg draagt voor de juiste werking en het onderhoud.’
‘In een klap van het gas af’
‘Ik ben een groot voorstander van geothermie als duurzame warmtebron', vertelt Mike Riechelman, projectmanager Industrie bij Croonwolter&Dros. 'Want met warmte uit de aarde kun je woningen en bedrijven in een klap van het gas af halen. Het is wel een heel andere tak van sport dan we gewend zijn bij wko. Je gaat een stuk dieper en het is moeilijk te voorspellen wat zich daar precies afspeelt. Met scans en berekeningen kunnen we de situatie vaak voor 90 procent voorspellen, maar uiteindelijk is toch de natuur in de ondergrond bepalend. Dus ja, de markt is enthousiast over de mogelijkheden, maar er zijn tot nu toe maar weinig partijen die daarin het voortouw en de risico’s willen nemen’.
Wat doen jullie zelf al met geothermie?
‘CroonWolter&Dros is nog verkennend in de geothermie-markt, maar we hebben er wel een concept voor klaar liggen. Het is gebaseerd op hoogwaardige technieken en materialen die we bij de Industrie al inzetten. Maar ons concept gaat verder dan dat. We willen uiteindelijk de risico’s van de klant overnemen en hen simpelweg alleen warmte in rekening gaan brengen. Zo kunnen we de kosten over langere termijn spreiden, want de initiële investering is nog wel een bottleneck.’ ‘Glastuinbouwers zijn doordouwers, ze zijn innovatief en hebben verstand van techniek. Zij hebben het voortouw genomen met geothermie. Maar een papier- of melkfabriek is daar misschien minder mee bezig. Ze willen wel afnamegarantie geven, maar weten niet hoe ze het moeten organiseren. Door dat van hen over te nemen, maak je de weg vrij voor meer.’
Hoe kansrijk is geothermie in Nederland?
‘Ik denk dat we met geothermie in principe 60 tot 70 procent van de totale warmtevraag kunnen invullen. Nederland is er in algemene zin erg geschikt voor. Omdat we een aardgasland zijn, hebben we in het verleden al veel proefboringen gedaan en er is dus al veel informatie over de ondergrond. Het maken van een put vergt een investering van 4 tot 6 miljoen euro, en het kan natuurlijk ook mislukken. Dat is een risico waarvoor je je kunt verzekeren, maar nooit helemaal. Het blijft dus een risico, maar dat kun je wel beperken. In mijn optiek kunnen grote installatiepartijen als wij met kennis en kwaliteit de installaties borgen. Dat is zeker nodig, want er zijn al voorbeelden van onverwacht optredende problemen door gebrek aan kennis en afstemming. En die zijn absoluut te voorkomen. Door een goede inschatting te maken van de pompenergie die nodig is om het water naar boven te halen bijvoorbeeld. En door er rekening mee te houden dat het water uit de aarde vijf keer zo zout kan zijn als zeewater en de installatie daartegen bestand moet zijn.’
Groningen lijdt onder aardbevingen. Is dat gevaar met geothermie niet net zo groot?
‘In tegenstelling tot gaswinning zijn de risico’s van geothermie beheersbaar. We halen bij geothermie namelijk niets weg uit de ondergrond, we pompen simpelweg water rond in een gesloten systeem.’
Tekst: Astrid Zoumpoulis-Verbraeken
Fotografie: Industrie