Geothermie en aquathermie

geothermie Websites

www.geothermie.nl/

http://www.nvoe.nl/

(Nederlandse Vereniging voor Ondergrondse Energieopslagsystemen)

http://www.thermogis.nl/thermogis.html

 Geothermie

 Theorie

Door radioactief verval van thorium, uranium en kalium is het binnenste van de aarde 4000 oC. Ook door de restwarmte van het ontstaan van de aarde.

Nederland kan koploper in Europa worden op het gebied van geothermie. Geen ander land heeft zoveel openbare data aan geologisch onderzoek beschikbaar. Zie hier. Men heeft in Nederland 5000 bronnen geboord en men bezit over 72 km seismologisch materiaal in de zoektocht naar olie en gas.

Men onderscheidt hoge en lage temperatuur geothermie.

Bij hoge temperatuur geothermie is het water warmer dan 150 oC zoals in Ijsland, Toscane, USA.
Bij lage temperatuur geothermie moet je denken aan situaties in Nederland waar het op 3 km diepte 100 - 130 oC is en op 5 km diepte 150 oC. Dit kan dan naar kassen of de huisverwarming. Op 2 km diepte is het ongeveer 70 - 90 oC. Het kan Nederland in theorie 90.000 PJ leveren (terwijl we 3334 PJ per jaar verbruiken).
Een pompinstallatie plus warmtenet kost 30 miljoen. Na 30 jaar is 1 miljoen winst haalbaar en 71 % minder CO2 uitstoot. Per kilometer neemt de temperatuur ongeveer 30 graden Celsius toe.

Op de boorlocatie – langs de A20, achter Kwekerij De Westhoek bij de Herenlaan in Maasland – zal naar een diepte van 2,8 tot 3 kilometer in de Onder Krijtlaag worden geboord naar water van circa 95 graden Celsius. Deze warmte levert naar verwachting een vermogen op van 15 megawatt. Dat is genoeg om 43 procent van de 184 gigawattuur aan warmte die de acht glastuinbouwbedrijven jaarlijks verbruiken, te verduurzamen.

Er bestaan systemen waarbij warm water wordt opgepompt en 1200-1500 meter verderop weer (koud) wordt geïnjecteerd. Het duurt dan 30 jaar voordat het water bij de inlaat komt. Hoe meer water je kunt oppompen hoe groter de capaciteit. Zouten kunnen de inlaat doen verstoppen. Je koelt vaak uit van 80 naar 40 oC.

Het is ook mogelijk een gesloten systeem te gebruiken waarbij het water in het boorgat circuleert.

Er zijn hoge kosten gemoeid met de aanleg van een systeem dat de warmte in de huizen brengt (soort stadsverwarming). In Parijs heeft men zo 40 installaties . De pompen kosten 10 % van de energie en de kosten zijn 7 - 10 euro / GJ. Soms combineert men het met elektriciteitsopwekking. In Duitsland geeft men er dan 15 ct per kWh voor.

De grootte is 47 miljoen MW per dag. De zon straalt 173 miljard MW per dag op aarde.   

Ultradiepe geothermie (> 4000 meter)

Als je gaten boort op 4-5 km dan komt water van 200 oC terug en daar kun je elektriciteit van maken of in de industrie gebruiken.  Een idee is oude boorgaten van de olie/gaswinning te gebruiken. UDG is gericht op het benutten van warmte op een diepte van meer dan 4.000 meter.

Risico's zijn het boren zelf (b.v. of er een ijzerlaag in de weg zit) maar dit is door de olie/gaswinning goed ontwikkeld.
Het ondergronds debiet moet groot genoeg zijn (je moet genoeg water kunnen oppompen).
Het water moet bovengronds niet voor ellende zorgen vanwege teveel zouten die erin kunnen zitten. Ondergronds kunnen die zouten de inlaat laten dichtslibben. Vervuiling in de bodem kan een nadeel zijn maar het kan ook de mogelijkheid scheppen om van de vervuiling af te komen. 

In Heerlen gebruikt men water dat is opgewarmd tot 32 oC in mijnschachten van 450 - 700 meter diep diepte voor stadsverwarming. zie http://www.p-plus.nl/artikel.php?IK=1544 Het kan een voorbeeld zijn voor de vele gesloten mijnen in heel Europa.

De gemeente Venlo gaat uit putten van 2,5 kilometer diepte water van 85 graden halen. Bij diepere boringen, tot vijf kilometer diep, heeft het water een temperatuur van 160 graden. Deze boring zou veertig miljoen euro kosten, maar levert wel warmte op voor 3200 huishoudens. zie http://www.agd.nl/1012662/artikel/venlowilaardwarmtevoorfloriade.htm

Tomatenkweker Rick van den Bosch uit Bleiswijk heeft een gat laten boren van 1700 meter waaruit water komt van 60 oC. Dit gaat door 300 km leiding in zijn kassen. Hij gebruikte 5 miljoen kuub gas ( 40 ct) en hoopt de 10 miljoen euro kosten er in vijf jaar uit te halen. (het boren kostte 6 miljoen). In 2013 gaat de Rabobank 3 a 5 projecten per jaar medefinancieren in de glastuinbouw.

Tuinders in Emmen gaan warmte krijgen van water (60-100 oC) op 3000 m diepte. Genoeg voor 30 jaar.  

aardwarmte

Den Haag ZW gaat nieuwbouwwijk van 4000 nieuwbouwwoningen er op aansluiten. 

In Australië liggen op 3000 meter de heetste granietlagen van de wereld, 250 - 300 oC. Bovenliggende rotsen isoleren deze rotsen zo goed dat ze zo heet worden. Nu gaat men er stoom en energie van maken. Dergelijke lagen liggen overal. Men kan er 10.000 MW mee opwekken en dat non stop.

Bij The Geysers in de VS heeft men 22 centrales gebouwd die 950 MW leveren voor San Francisco. Men steekt een pijp in de grond en je krijgt energie.

Water moet  warmer zijn 150  oC om direct stroom te kunnen maken. Daar onder is het geschikt voor verwarming e.d.

In de V.S. produceert men nu 3000 MW via geothermie en in 2050 denkt men aan 100.000 MW.

2 KM diep (Geothermie)

Het bedrijf Daudrup & Sohne AG http://www.daldrup.eu heeft ervaring met de diepteboringen.

Uit een analyse blijkt dat er 454 nieuwe projecten, in 64 landen, rond aardwarmte (en geothermie) in de pijplijn zitten. In totaal zijn deze projecten goed voor 18,5 gigawatt aan energie. Ter vergelijking: op dit moment is er wereldwijd voor 11 gigawatt aan aardwarmte geïnstalleerd, nog niet eens 0,2 procent van alle wereldwijde energiebronnen.

Als voorbeeld wordt Indonesië genoemd, waar dankzij feed-in tarieven nu veel in deze vorm van energie wordt geïnvesteerd. Het land heeft enorme geothermische bronnen, waardoor straks 80 procent van alle Aziatische aardwarmte uit de archipel komt. Duitsland kent ook een feed-in tarief, maar hier loopt de ontwikkeling minder storm. In het politiek onrustige Kenia lopen wel veel projecten. Niet dankzij speciale tarieven, maar door financiële steun van internationale ontwikkelingsbanken.

De potenties zijn onder te zien


geothermie

geothermie

Voor geothermie komt Trias zandsteen in aanmerking. De laag is soms wel 250 meter dik en bevat water tot 100 oC.  De diepte is niet echt bekend.

Ethiopië heeft een miljardendeal getekend om aardwarmte te ontwikkelen. Het kiest voor IJslandse technologie om 1000 megawatt aan geothermische energie op te wekken. De energiecentrale komt op zo’n 200 kilometer van de hoofdstad Addis Abeba. In een eerste fase wordt tegen 2018 een centrale gebouwd met een capaciteit van 500 megawatt. Het is met een totale investering van 4 miljard dollar de grootste directe buitenlandse investering ooit in Ethiopië

In Zuid-Korea bleek er een verband te bestaan tussen de winning van aardwarmte en een aardbeving maar of dat ook in Nederland een rol speelt is niet één op één te vergelijken. In Zuid-Korea is sprake van een harder en minder poreus gesteente. Daar stroomt het water op een andere manier doorheen dan de zandsteenreservoirs die we in Nederland gebruiken. In Nederland zouden we bij diepe boringen wel een hardere steen tegen kunnen komen, maar op dit moment gaan ze meestal niet verder dan twee kilometer. Of die ultradiepe winning van aardwarmte, die bedrijven best willen omdat het opgepompte water dan nóg warmer is, hier veilig kan? Daar doet men nu onderzoek naar.

Aquathermie

Met aquathermie wordt warmte en koude uit water gehaald. Dat water is afkomstig uit diverse bronnen: oppervlaktewater, afvalwater of drinkwater. Huizen en gebouwen kunnen daarmee op een duurzame manier verwarmd of gekoeld worden. Het kan ongeveer 40 procent van de totale warmtevraag in de gebouwde omgeving kan dekken. Aan die vraag wordt nu vooral voldaan door aardgas te gebruiken. Het potentieel potentieel van thermische energie uit oppervlaktewater wordt geschat op ongeveer 150 petajoule. Voor de gebouwde omgeving wordt rekening gehouden met een totale warmtevraag van 350 petajoule.