Wat is aardwarmte?

Geothermie kent een aantal voordelen.

• het is een duurzame bron van energie welke nauwelijks CO2 uitstoot. Voor (kas-)verwarming met geothermie is de gemiddelde uitstoot ongeveer 1/8 van die van aardgas (Er is nog wel elektriciteit nodig voor de pompen etcetera, en uitgaande van een COP = 20, 500 g CO2/kWh elektriciteit);

• de kosten van geothermische energie zijn voor langere tijd stabiel en voorspelbaar;

• in tegenstelling tot vele andere vormen van hernieuwbare energie is geothermie onafhankelijk van externe factoren (wind, zonlicht, etc.). Het is 24/7 beschikbaar;

• als de putten eenmaal geboord zijn, is er nauwelijks sprake van geluidsbelasting of visuele hinder voor de omgeving.

‍

Geothermiebedrijven zijn erop gericht om de kans op ongewenste gebeurtenissen klein te houden. Dit betreft dan vooral:

• seismische activiteit. Menselijk handelen in de ondergrond kan (grotere en) kleinere aardbevingen en trillingen veroorzaken. De krachten die een geothermische boring of bron op de ondergrond uitoefent, zijn echter van zichzelf te klein om (circa 2,5 kilometer ‘hoger’) tot voelbare trillingen aan maaiveld te leiden. Omdat bij geothermie de drukverschillen gedurende de exploitatie erg klein zijn, is het zeer onwaarschijnlijk dat hierdoor aardbevingen worden veroorzaakt;

• bodemdaling. Er wordt geen volume onttrokken aan de ondergrond, zoals bij delfstoffenwinning. Hierdoor blijft de gemiddelde druk in het reservoir vrijwel onveranderd. Het injecteren van afgekoeld water zorgt ervoor, dat er wel enige krimp zal optreden in het gesteente rond de injectieput. Dit is in de ordegrootte van 2 centimeter na 100 jaar productie en daarom verwaarloosbaar bij de natuurlijke bodemdaling/stijging in een eeuw. Merkbare bodemdaling door geothermie is daarom niet te verwachten. Soms komt met het water een kleine hoeveelheid gas (of olie) mee. Dit wordt bijvangst genoemd. Deze bijvangst is zo klein in volume dat ook hierdoor geen verzakkingen zullen optreden;

• vervuiling van het grondwater. Putten worden zo geboord en vastgezet met cement, dat de kans dat water van de ene aardlaag in een andere aardlaag terechtkomt nihil is. Conductoren (grote stalen buizen van 50 tot wel 200 meter lengte, die als eerste zijn geplaatst) zorgen ervoor, dat de boorvloeistoffen niet in de (ondiepere) bodem terecht komen. Ook tijdens de warmteproductie vindt een regelmatige controle van de puttoestand plaats, bijvoorbeeld door de dikte van de putwand en de drukken te meten;

• (gas-)explosies. Geothermieboringen worden op dezelfde veilige manier uitgevoerd als gasboringen. Mocht er dus gas worden aangetroffen dan is dat geen probleem. Aan de oppervlakte zijn geothermieputten bij stilstand drukloos. In aardwarmtebronnen zijn evenwel veiligheidsvoorzieningen ingebouwd (zoals afsluiters) die hoge drukken kunnen weerstaan.

Toezicht op de geothermiebedrijven vindt plaats door Staatstoezicht op de Mijnen en in voorkomende gevallen door de brandweer en de gemeente.

‍

Het opgepompte ‘formatiewater’ bevat allerlei opgeloste natuurlijke stoffen/elementen. Het water komt niet in contact met het oppervlaktewater of de buitenlucht. Het beheer en de systemen zijn erop gericht om deze stoffen terug in de injectieput te pompen. Toch kunnen er kleine zanddeeltjes en vaste deeltjes met de stroom meekomen. In de bovengrondse installaties zijn filters opgenomen die deze deeltjes uitfilteren, om verstopping van de injectieput te vermijden. (Die deeltjes zijn nog steeds héél klein: honderdsten van millimeters.) Soms hebben deze deeltjes een lichte natuurlijke radioactiviteit. Deze licht radioactieve deeltjes komen op aarde zowel in de boven- als ook diepe ondergrond voor. Het betreft een type straling die eenvoudig is af te schermen en niet aan de buitenkant van de installatie te meten is. De interne procedures, bij het openen van de installatie, houden hier rekening mee en de omgeving ondervindt hier geen hinder van.

Voor dit onderdeel wordt er apart toezicht gehouden door de ANVS (Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming).

‍

Na meerdere tientallen jaren kan door het gebruik een put minder presteren en/of kan de technische toestand (corrosie of juist aanslag) buitengebruikstelling nodig maken. Doel is dan om de oorspronkelijke situatie in de ondergrond zoveel mogelijk te herstellen. Dit gebeurt via het deels afvullen van de putten met beton en het verwijderen van het bovenste deel van de putten en alle bovengrondse installaties. Het is echter óók denkbaar dat met een nieuwe put de warmtewinning weer door kan gaan. Dat hangt af van de geologie op die plek en de (technische) ontwikkelingen.

Geothermie is energie in de vorm van warmte die in de bodem zit opgeslagen. Dat betekent dat alle energie, die in de vorm van warmte uit de bodem komt aardwarmte of geothermie te noemen is. Dit kan energie van natuurlijke herkomst zijn, zoals bij het gebruik van een geothermiebron. Warmte die door mensen in de bodem is opgeslagen, zoals bij Warmte/Koude Opslag (WKO) wordt veelal, zeker in het buitenland ‘ondiepe geothermie’ genoemd. In Nederland spreken we dan meestal over ‘bodemenergie’. (Diepe) geothermie betreft in Nederland – conform de Mijnbouwwet en de daaronder vallende regelgeving – formeel dieptes van meer dan 500 meter. Voor meer informatie over bodemenergiesystemen kunt u onder andere terecht bij www.bodemenergienl.nl.

Van ‘ondiep’ naar ‘diep’ zijn te onderscheiden:

• bodemwarmtepompen (meestal individuele woningen/gebouwen), maximaal rond de 50 meter diep;
• WKO systemen (grotere kantoren en groepen van woningen), maximaal rond de 250 meter diep;
• MTO (Midden Temperatuur Opslag);
• HTO (Hoge Temperatuur Opslag);
• diepe geothermie/Direct Use (collectieve toepassingen zonder warmtepomp zoals woonwijken en kassen), maximaal rond de 1.500- 4.000 meter diep;
• ultradiepe geothermie (elektriciteit, industrie en stadsverwarming).

‍

Bij de productie van aardwarmte komt nauwelijks CO2 vrij. De pompen, die het water uit de productieput en in de injectieput pompen, hebben elektriciteit nodig. Voor de tot nu toe gerealiseerde bronnen bedraagt de CO2-uitstoot gemiddeld ongeveer 7 kg/GJ, ten opzichte van 57 kg/GJ voor aardgas, een reductie van 88%. Als een geothermiebedrijf groene elektriciteit, bijvoorbeeld geproduceerd met windmolens of zonnepanelen, inkoopt is dit uiteraard nog lager (nagenoeg nul).

(Uitgangspunten voor deze berekening: een COP (Coefficient of Performance) van 20 en een uitstoot van 500 gram CO2 per kWh)

‍

De aardkorst wordt overal warmer naarmate men dieper komt. De aanwezigheid van water in een voldoende doorlatend reservoir is echter nodig om deze warmte ook boven de grond te kunnen krijgen en gebruiken. Bijvoorbeeld op http://www.thermogis.nl/basic.html is een goede indruk te krijgen in welke gebieden op welke dieptes hoeveel warmte te winnen is. Deze kaarten gaan tot een diepte van maximaal 3 -4 kilometer en kennen ook onzekerheden. Deze staan op de website aangegeven.