Hoe vergroten we de potentie van aardwarmte?

Hoe verwarm je de gebouwde omgeving zonder aardgas? Bij het beantwoorden van deze vraag werd tot voor kort voornamelijk gelet op de duurzaamheid van de alternatieve warmtebronnen. Sinds de Russische inval in Oekraïne spelen ook de geopolitiek en de voorzieningszekerheid van een bron een meer nadrukkelijke rol. Aardwarmte lijkt als 24/7 lokaal gewonnen duurzame warmtebron goede kaarten in handen te hebben.

Johan Verheij van de WarmteTransitieMakers en Marijn Renting van Energie Beheer Nederland (EBN) voerden samen met partners onderzoek uit naar de vraag of zogeheten lage temperatuur aardwarmte (LTA) de potentie van aardwarmte in de warmtetransitie verder kan vergroten. Zij vertellen over de uitkomsten van dit onderzoek.

Wat is lage temperatuur aardwarmte?

Marijn: “Lage temperatuur aardwarmte, ook wel ondiepe geothermie genoemd, wordt gewonnen op een diepte van 500 tot circa 1.500 meter. In principe is het hetzelfde als conventionele warmte, alleen minder diep gewonnen. Dit betekent wel dat het gewonnen water een lagere temperatuur heeft dan bij conventionele aardwarmte. Daarom is bij dit soort aardwarmteprojecten soms aanvullend een (centrale) warmtepomp nodig.”

Vergroot LTA de aardwarmte-potentie? 

Johan: “LTA vergroot de potentie van aardwarmte binnen de warmtetransitie aanzienlijk. Partijen, zoals gemeenten, kunnen deze vorm van aardwarmte als een serieuze bronoptie beschouwen bij de ontwikkeling van een grootschalig warmtenet. Zeer zeker daar waar andere grootschalige bronnen en/of conventionele aardwarmte niet beschikbaar zijn. Wel moet je daarbij rekening houden met de mate van isolatie in de woning van de afnemer. Deze moet op een redelijk niveau zijn.”

Marijn: “Op punten ben ik best wel verrast door de onderzoeksuitkomsten. Uit onze studie blijkt bijvoorbeeld dat ook LTA-projecten duizenden woningen van lokaal gewonnen duurzame warmte kunnen voorzien. Dit vergroot de potentiële inzetbaarheid van warmte uit de ondergrond als geheel. Daar wordt soms anders over gedacht als het over lage temperatuur aardwarmte gaat.”

Waarom ondiepe geothermie/LTA toepassen?

Johan: “Er zijn plekken in ons land waar het winnen van aardwarmte dieper dan 1.500 meter niet haalbaar is. Bijvoorbeeld omdat er op die diepte geen geschikte warmtereservoirs zijn of omdat er niet op een veilige manier kan worden geproduceerd. Als er bovengronds toch potentie is voor een grootschalig warmtenet, dan is er mogelijk wel een goede kans voor de toepassing van lage temperatuur aardwarmte.”

Zijn de onderzoeksuitkomsten breed toepasbaar?

Johan: “Voor onze studie hebben wij de bestaande wijk Woensel uit Eindhoven als referentie gekozen. Deze heeft namelijk kenmerken van veel wijken in ons land. De wijk bestaat uit een mix van voornamelijk rijwoningen en portiekflats. Ook staan er een aantal utiliteitsgebouwen. De wijk heeft daarnaast op dit moment nog geen warmtenet. Wel heeft het een goede warmtenetpotentie, maar het is er niet uitzonderlijk goed geschikt voor. Kortom, een vrij gemiddelde wijk waarmee de belangrijkste conclusies ook gelden voor de meeste Nederlandse stadswijken.”

Marijn: “Samen met de partners in het project, Ennatuurlijk en de gemeente Eindhoven, hebben we verschillende scenario’s losgelaten op de wijk. Daarbij is gebruik gemaakt van de Design Toolkit van Warming Up. De onderzoekresultaten bieden een redelijk generieke business case voor een warmtenet met een lage temperatuur aardwarmtebron. Juist vanwege de verschillende soorten bouw en mate van isolatie die je ziet in de wijk Woensel. Maar uiteindelijk moet voor iedere wijk in Nederland waar lage temperatuur aardwarmte wordt toegepast een eigen uitwerking worden gemaakt.”

Vergt LTA meer of minder investeringen?

Johan: “Dat is op basis van ons onderzoek wat lastig te zeggen. We hebben alleen voor ondiepe geothermie de combinatie verschillende brondieptes met verschillende afzetgebieden doorgerekend. We hebben geen vergelijking gemaakt met andere warmtebronnen. We raden dan ook aan om voor eenzelfde afzetgebied verschillende bronnen door te rekenen. Daarmee maak je dan een eerlijke vergelijking tussen de bronnen. Hiermee komt meer duidelijkheid over wanneer ondiepe geothermie nu echt een goed idee is.”

Marijn: “En de kosten van de eerder genoemde soms benodigde centrale warmtepomp in de wijk hoeven overigens geen onoverkomelijk probleem te zijn. Omdat je minder diep boort is de investering in de put lager dan bij diepere aardwarmteprojecten. Daarnaast, als je LTA vergelijkt met bijvoorbeeld een WKO-oplossing hoeft een eventuele warmtepomp veel minder hard te draaien. En dan bespaar je op elektriciteit.”

Wat is de vervolgstap voor lage temperatuur aardwarmte?

Johan: “Uit ons onderzoek blijkt dat er zeker kansen zijn voor de inzet van ondiepe aardwarmte. Omdat in Nederland nog weinig ervaring is met ondiepe aardwarmte is het belangrijk om meer praktijkervaring op te bouwen. Praktijkervaring krijgen we door concrete ondiepe aardwarmte projecten te ontwikkelen. Dat moet in mijn ogen de vervolgstap zijn.

Marijn: “Eens met Johan. Als EBN werken we daarnaast met andere partners aan het ontwikkelen van innovaties rond LTA. Zo gaan we onderzoek doen naar een ‘diepe bodemlus’. Dit is een techniek die nu wordt ingezet voor bodemenergie op circa 100-200 meter diepte. Wij willen daarmee onderzoeken of deze techniek ook kan worden ingezet op grotere dieptes ten behoeve van lage temperatuur aardwarmte. “

Het onderzoeksrapport “Generieke businesscase ondiepe geothermie in warmtenetten” verscheen december 2022 en kan worden gedownload uit de EBN kennisbank. Voor dit rapport is gebruik gemaakt van kennis vanuit het programma WarmingUp.