‘We hebben goud in handen’

De zomer. Een tijd van jurken, korte broeken en zonnebrand. De truien en kachels gaan uit, maar aardwarmtesystemen draaien door. Kun je deze duurzaam geproduceerde warmte opslaan voor gebruik in de winter?

Ja, luidt het antwoord tegenwoordig. Met Hoge Temperatuur – ATES (AQUIFER THERMAL ENERGY STORAGE) kunnen we in de toekomst het hele jaar door profiteren van aardwarmte. Het warmte-overschot van de zomermaanden ‘bewaren’ we dan – in de vorm van tot 85-90 graden opgewarmd grondwater – in onze (ondiepe) ondergrond.

Paprika’s en bloembollen

Het is een nieuwe methode. Eentje die in Nederland sinds deze zomer – na jaren van onderzoeken, plannen en lobbyen – ‘eindelijk’ ook in de praktijk wordt toegepast. In de kop van Noord-Holland, op een steenworp afstand van het IJsselmeer, bij het kassencomplex van Middenmeer dat door nutsbedrijf ECW Energy al jaren met behulp van geothermie wordt verwarmd. Afgelopen zomer is hier voor het eerst geothermische warmte opgeslagen in de HT-ATES. Deze winter wordt de warmte voor het eerst weer opgepompt om paprika’s en bloembollen tevreden te houden.

‘Ik kan me nog goed herinneren dat de HT-ATES aan werd gezet’, vertelt Peter Oerlemans. Met zijn collega’s van IF Technology, waar hij werkt als specialist Geohydrologie, adviseerde en begeleidde hij ECW bij de ontwikkeling van deze HT-ATES. Van het haalbaarheidsplan tot de exploitatie van het systeem. ‘Dat was een historisch moment. Belangrijk voor ECW en de telers, die hun investering in de komende jaren zullen terugwinnen. Maar vooral ook belangrijk voor de techniek zelf. Het was bekend dat er juridische, technische en praktische uitdagingen lagen voor de ontwikkeling van HT-ATES, maar om te innoveren moet je die in de praktijk aangaan. We gaan hier zo veel van leren.’

Tekst gaat verder na de video

Bekijk het event “Ondergrondse opslag in de warmteketen: waarom en hoe?”

Als een rietje

Helemaal nieuw is het niet. Warmte en Koude Opslag (WKO) op lage temperaturen (5–25 graden) is al ruim 30 jaar oud en wordt inmiddels op duizenden plekken succesvol toegepast tot 200 meter diepte. Daarnaast zijn er enkele Middelhoge Temperatuur Opslagsystemen (MTO – tot 45 graden) in bedrijf in Nederland. Het concept van HT-ATES is vergelijkbaar met WKO en MTO.

En dat werkt als volgt: wanneer er warmte over is, wordt met een waterput koud grondwater als door een rietje uit een zandlaag naar boven gezogen, verwarmd met behulp van overtollige warmte, en een paar honderd meter verderop in dezelfde laag ‘teruggeblazen’. Wanneer de behoefte aan warmte groot is, normaal gesproken in de winter, wordt dit warme water weer opgepompt om zijn warmte af te geven. Kleilagen boven en onder de zandlaag zorgen ervoor dat het water in de tussentijd op zijn plaats blijft.

Tot zover niets nieuws onder de zon. ‘Maar omdat het nu om veel hogere temperaturen gaat, krijgen we wel met heel andere uitdagingen te maken’, vertelt Martin Bloemendal, senior onderzoeker bij waterkennisinstelling KWR en assistent professor bodemenergie bij de TU Delft. Ook hij dacht mee over de HT-ATES in Middenmeer, gespecialiseerd als hij en zijn collega’s zijn in het in de praktijk brengen van theorie.

Vergunningen aanvragen

‘We moeten andere materialen gebruiken om deugdelijke en robuuste bronnen te maken en andere ontwerpnormen hanteren om grootschalig warmteverlies te voorkomen’, legt Martin uit. ‘Rekening houden met andere biochemische processen in de grond. En de wet- en regelgeving is anders. Het proces van vergunningen aanvragen is vaak onduidelijk en duurt lang. Samen met de provincies proberen we dit te stroomlijnen. Zo kunnen we initiatiefnemers, zoals ECW in Middenmeer, ook op voorhand al een beter beeld van de mogelijkheden bieden.’

Aan interesse ontbreekt het niet. Met HT-ATES kunnen we de pieken in de warmtevraag namelijk grotendeels of volledig ondervangen. Martin: ‘Nu zijn we tijdens zulke pieken nog afhankelijk van de gaskraan. Maar daar willen we natuurlijk vanaf. En we beschikken in de zomer over voldoende restwarmte. Van productieprocessen, van geothermie, van de zon en wind. Veel duurzame warmte-oplossingen sluiten niet direct aan op onze warmtebehoeften. Met HT-ATES lossen we dat op.’

Wijken en steden

‘Ik verwacht dat geothermie en HT-ATES in de toekomst onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn, vult Peter aan. ‘De business-case van aardwarmte wordt veel aantrekkelijker als je de overcapaciteit kunt opslaan en later weer benutten. Kassencomplexen zijn laaghangend fruit voor verduurzaming met aardwarmte en HT-ATES, omdat ze veel gas gebruiken en qua schaal bij deze technieken aansluiten. Maar in de toekomst kunnen we HT-ATES ook gebruiken om hele wijken of steden mee te verwarmen. Nederland is een delta en onze unieke ondergrond biedt letterlijk enorm veel ruimte voor duurzame toepassingen. We hebben goud in handen.’

“Wees voorzichtig met de kennis uit de olie- en gaswereld”

ECW Energy begon in 2011 al met het onderzoeken van de mogelijkheden en technische vereisten van HT-ATES. Tien jaar later, op 29 oktober van dit jaar, opende in Middenmeer het eerste Nederlandse HT-ATES officieel. Maar het duurt nog zo’n 3 of 4 jaar voordat het project volledig op stoom is, waarschuwt Wim Bos, manager Geo-Systemen bij ECW. ‘Vooral het eerste jaar verliezen we nog warmte aan de ondergrond. Het laden en onttrekken zorgen ervoor dat de opslag capaciteit met de jaren in efficiency toeneemt.’

Bij de aanleg van de HT-ATES leerde ECW niet alleen van de ervaringen met Warmte en Koude Opslag (WKO). Wim: ‘We combineren dat met kennis uit de olie- en gaswereld. Want bij een WKO gaat het vaak om lagere temperaturen. De olie- en gasindustrie hebben vaak te maken met hoge temperaturen en daardoor meer oog voor de risico’s die daarmee gepaard gaan. We moeten voorzichtig zijn met zulke kennis, zorgen dat het niet verdwijnt. Voor ons project was het essentieel.’

De HT-ATES in Middenmeer is ‘een innovatieproject’, benadrukt Wim. De kennis en ervaring die worden opgedaan, moeten het in de toekomst makkelijker maken om nieuwe systemen aan te leggen. ‘Een uitdaging voor de toekomst is om nog veel meer restwarmte te gaan benutten. Denk bijvoorbeeld aan de restwarmte van industrieën. Daar liggen nog veel kansen voor provincies, gemeenten en woningcorporaties.’