TNO: drie opties rond duurzaamheid aardwarmte

Zo kunnen we aardwarmte een push geven

Aardwarmte ofwel geothermie heeft een CO2-uitstoot die ongeveer 90% lager is dan bij cv-ketels op aardgas. Steeds meer gemeenten en warmtebedrijven zien daarom kansen in warmtenetten op aardwarmte. Maar aardwarmte als bron is nog niet helemaal emissievrij, met name door de bijvangst van formatiegas. TNO onderzocht mogelijkheden om met deze bijvangst om te gaan en zo de uitstoot van een aardwarmtebron naar nul te brengen.

Gas uit onderliggende lagen

“Als je water met een temperatuur van 80 tot 90 °C oppompt, dan bevat het vaak gas uit onderliggende lagen”, vertelt Dorien Dinkelman van TNO. “Het precieze percentage verschilt per aquifer, ofwel de watervoerende laag waaruit de aardwarmtebron produceert. In aquifers uit het geologische tijdperk Perm bedraagt de bijvangst 0,3 Nm3/m3. Dat betreft vooral Noord-Holland en Flevoland. In het Westland produceren de doubletten vaak uit het Delft Zandsteen. Dan gaat het om 1 Nm3/m3. Het betekent dat je per locatie moet besluiten hoe je met de bijvangst wilt omgaan.”

Drie verduurzamingsopties aardwarmte

TNO onderzocht drie opties om de bijvangst van formatiegas te verduurzamen. Dorien vervolgt: “De eerste optie is het opwaarderen tot aardgaskwaliteit. Enerzijds betekent het dat de emissie alsnog wordt uitgestoten. Aan de andere kant: dat formatiegas is er nu eenmaal. Dus als je erin slaagt om het te benutten, dan hoef je minder te importeren uit bijvoorbeeld Rusland. Als tweede optie kun je het formatiegas verbranden, gecombineerd met het afvangen en herinjecteren van CO2 in het formatiewater. De derde optie die we onderzochten is om het gas in oplossing te houden.”

Tekst gaat verder na video

Bekijk presentatie Dorien Dinkelman tijdens het event “Hoe duurzaam is aardwarmte?”

“Als je het gas in oplossing houdt, ontsnapt het niet, maar pomp je het weer terug in de aquifer”, licht Hester Dijkstra van TNO toe. “Een voorwaarde is wel, dat de druk in het aardwarmtesysteem hoog genoeg is. Vergelijk het met de gasbellen in een colafles die je opendraait. Om zulke bellen in je installatie te voorkomen, wil je de druk zo hooghouden dat het gas in oplossing blijft. Maar hoe meer gas je in het water hebt, hoe hoger de druk om dat te bewerkstelligen en hoe kostbaarder je installatie. Vandaar dat deze optie vooral goed uitpakt bij bronnen met minder formatiegas.”

Te veel focus op de kosten aardwarmte

Het onderzoek van TNO laat zien dat opwaarderen het goedkoopst is. Maar bovenal draait het dus om de locatie. Zo is in oplossing houden een goede optie bij een aquifer van 0,3 Nm3/m3 en is opwaarderen gunstiger bij 1 Nm3/m3. Hester: “Bij veel van dit soort verduurzamingsopties wordt eerst gekeken wat het kost en pas daarna hoe duurzaam het precies is. Maar het probleem zou niet het geld moeten zijn; het echte probleem is de uitstoot. Je kunt dus beter kijken wat de beste oplossing is voor het probleem en van daaruit redeneren wat er nodig is.”

Vooral kansen duurzaamheid aardwarmte in de gebruiksfase

Vorige onderzoeken richtten zich alleen op de uitstoot tijdens het gebruik van een aardwarmte-installatie. Daarom keek TNO nu ook hoeveel impact de bouw van een installatie heeft op de totale CO2-uitstoot, zoals door het gebruik van staal en cement. Dorien: “We deden een levenscyclusanalyse (LCA) van de constructiefase en de gebruiksfase tot de ontmantelingsfase. Uit die LCA bleek dat de milieubelasting voor ongeveer 97% plaatsvindt tijdens de gebruiksfase. Als je het gebruik van aardwarmte nog aantrekkelijker wilt maken, dan liggen de verduurzamingskansen dus vooral in die gebruiksfase.”

Toegankelijk rekenmodel voor warmtebedrijven

De hamvraag blijft: hoe maak je van aardwarmte een goede businesscase? “Om te beginnen vervangen duurzame warmtebronnen nooit een-op-een de cv-ketel”, zegt Hester. “Er komt altijd een warmtenet bij kijken omdat je de warmte nu eenmaal moet distribueren. Daaraan blijven emissies verbonden, al geldt dat welbeschouwd voor alle warmtebronnen.”

Om warmtenetbedrijven zelf met variabelen te laten rekenen en CO2-emissies te bepalen, maakte TNO een rekentool waarin ook formatiegas is meegenomen. Dorien: “Warmtebedrijven hebben een rapportageverplichting en ook voor het aanvragen van nieuwe projecten is de uitstoot vaak relevant. Met dit toegankelijke rekenmodel zie je in een oogopslag wat er gebeurt als je een variabele verandert.”

Gemeenten en regio’s hebben de tools in handen

“Verder begint een duurzaam alternatief bijna nooit met een goede businesscase”, besluit Hester. “Maar met bijvoorbeeld subsidies of juist belasting op fossiele brandstoffen hebben gemeenten en regio’s wel de tools in handen om duurzame en bijzonder kansrijke alternatieven zoals aardwarmte op weg te helpen. Om het een push te geven. Zó komen we samen vooruit in deze energietransitie.”