Hoe werkt aardwarmte?
Diep in de ondergrond is warm water aanwezig dat is opgeslagen in (doorlatende) zand- en gesteentelagen. In deze lagen zijn warmtereservoirs gevormd, die ook wel aquifers worden genoemd. Door de hitte van het omringende gesteente warmt het water op. De hitte in het gesteente ontstaat door het vervallen van radioactieve elementen waarbij straling en warmte vrijkomt. Het hete water wordt opgepompt en geeft de warmte af aan het warmtedistributienetwerk. Via dit netwerk wordt de warmte vervoerd naar huizen, kantoren en fabrieken. Het afgekoelde water gaat weer terug de bodem in.
Welke vormen bestaan er?
Lage temperatuur aardwarmte
We spreken van lage temperatuur, of ondiepe, aardwarmte wanneer we aardwarmte winnen op een diepte van 500 meter tot 1500 meter. Er wordt dus uit ondiepere aardlagen aardwarmte gewonnen. We spreken hier niet van bodemenergie omdat het dieper dan 500 meter is. De temperatuur van het water is relatief wat lager, ongeveer 40 °C. Afhankelijk van de warmtevraag kan de temperatuur met behulp van warmtepompen worden verhoogd. Maar soms kan de eindgebruiker al uit de voeten met de temperatuur van de ondiepe aardwarmte.
Conventionale aardwarmte
Deze vorm van aardwarmte wordt gewonnen op een diepte van 2 tot 3 kilometer voor gebruik in huizen, gebouwen en de tuinbouw. Het is op dit moment de meest voorkomende vorm van aardwarmte. Deze vorm van aardwarmte is vooral geschikt als basislast van middentemperatuur warmtenetwerken.
Ultradiepe geothermie
We spreken van ultradiepe aardwarmte of ultradiepe geothermie (UDG) wanneer we het warme water winnen vanaf 4 kilometer diepte. Dieper dan 4 kilometer kan het water in Nederland een temperatuur hebben van meer dan 120 °C. Dit opent de weg naar nieuwe toepassingen voor aardwarmte. Deze hoge temperaturen kunnen mogelijk worden ingezet voor het verduurzamen van lichte industriële processen.
Hogetemperatuuropslag (HTO)
Aardwarmte is een duurzame warmtebron die geschikt is voor een continue warmtevraag. De aardwarmte-installatie levert 24 uur per dag, 365 dagen per jaar. Aardwarmte is daardoor geschikt als basislast voor een warmtenet. Maar de warmtevraag verschilt over tijd. In de zomer wordt er bijvoorbeeld meer warmte geproduceerd dan dat er wordt gebruikt. Terwijl er tijdens koude winterdagen juist extra vraag is naar warmte. Warmteopslag vormt daarvoor de oplossing. In de zomer wordt het overschot aan warmte tijdelijk opgeslagen in de bodem. In de winter kan de warmte weer worden gebruikt op dagen dat de warmtevraag hoger is dan normaal. De warmte wordt in de ondiepe ondergrond (<500 meter) opgeslagen. In het collectief WarmingUP wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van hogetemperatuuropslagen (HTO) in de ondergrond.
Verschilt aardwarmte van bodemenergie?
Tot 500 meter spreken we van bodemenergie. Bodemenergie is water in de bodem dat is verwarmd door de straling van de zon op de aarde. Het water op deze diepte is ongeveer 30 °C en kan met een warmtepomp verder worden verwarmd zodat het geschikt is voor het verwarmen van huizen en gebouwen.
We spreken van aardwarmte wanneer het warme water wordt gewonnen op een diepte van minimaal 500 meter. Dit warme water is van nature aanwezig. Hoe dieper in de aarde, hoe warmer het wordt. Met elke kilometer neemt de warmte gemiddeld met 30 °C toe. In Nederland winnen de meeste aardwarmteprojecten op 2 tot 3 km diepte. De temperatuur van het warme water is dan 70 – 90 °C. Aardwarmte kan worden gebruikt voor het verwarmen van huizen, gebouwen, kassen en (lichte) industrie. We spreken op deze diepte van conventionele aardwarmte. Het winnen van aardwarmte vanaf 500 meter is een mijnbouwactiviteit. De Mijnbouwwet is hier van kracht.
Het winnen van aardwarmte
Het warme water wordt gewonnen uit de zand- en gesteentelagen in de ondergrond. Hiervoor zijn twee putten nodig. De eerste put wordt gebruikt om het warme water omhoog te pompen. Het warme water wordt dan overgedragen via een warmtewisselaar naar een warmtenet. Een woning, gebouw of een kas wordt op het warmtenet aangesloten via een ontvangststation in het huis of het gebouw zodat de warmte kan worden gebruikt. Wanneer de warmte uit de aardwarmte is overgedragen via een warmtewisselaar wordt het direct teruggevoerd naar de ondergrond. Voor dat aarwarmte gewonnen kan worden moet het aardwarmteproject ontwikkeld worden. Daarvoor doorloopt het project verschillende fases.
Is aardwarmte een bron van duurzame warmte?
Aardwarmte is duurzame warmte uit de ondergrond waarmee je gebouwen en huizen kunt verwarmen. Een groot voordeel is dat bij het gebruik van aardwarmte nauwelijks CO2 vrijkomt. Om klimaatverandering tegen te gaan en te voldoen aan de doelstellingen van het Klimaatakkoord, worden steeds meer duurzame warmtebronnen gebruikt. Aardwarmte is een van de bronnen voor duurzame collectieve warmte, naast restwarmte, zonnewarmte, warmte uit oppervlaktewater en bodemenergie. Aardwarmte kan een belangrijke bijdrage leveren aan de warmtetransitie in Nederland. In potentie kan ongeveer 26 procent van de totale warmtevraag van de gebouwde omgeving in Nederland worden voorzien van aardwarmte als onderdeel van een collectief warmtesysteem. Een warmtenet dat gevoed wordt door aardwarmte kan, afhankelijk van de capaciteit van de bron, zo’n 4000 tot 7000 woningen duurzaam verwarmen.
Is de relatie boven- en ondergrond van belang?
Aardwarmte is een kansrijke techniek voor de gebouwde omgeving en voor de glastuinbouw. Maar hoe werkt deze warmtebron en wat er is voor nodig? Een juiste koppeling tussen onder- en bovengrond is nodig om te komen tot een succesvolle en verantwoorde ontwikkeling van aardwarmte. Om een goede inschatting te kunnen maken van de potentie van aardwarmte, zijn voldoende gegevens nodig van de ondergrond. Daarnaast zijn het realiseren van warmtenetten en afstemming over de hele warmteketen van belang. EBN is er van overtuigd dat het versnellen van de warmtetransitie een integrale aanpak vergt. Alleen op deze manier doen we recht aan de complexiteit van de organisatie van collectieve warmteketens en de warmtevraag in de gebouwde omgeving.
