Warmte van moeder aarde
Gaan we ons huis straks verwarmen met een warmtepomp of met aardwarmte? Waarschijnlijk met beide, verwachten Energie Beheer Nederland, Shell en andere publieke en private partijen. Zij schatten in, dat aardwarmte in 2050 voor een vijfde zal voorzien in de vraag naar warmte voor huizen, gebouwen, tuinbouw en de lichte industrie in Nederland.
Door Erik te Roller op 14 aug. 2019
Aardwarmte staat aan de vooravond van een flinke opmars. De winning van aardwarmte gebeurt momenteel op 22 plaatsen in Nederland. Dat aantal kan oplopen tot 175 in 2030 en zevenhonderd in 2050. Tegen die tijd zullen bijna vier miljoen huishoudens op een warmtenet zijn aangesloten en deels op aardwarmte ‘kunnen stoken’. Dit zijn cijfers uit het Masterplan Aardwarmte in Nederland van de sector, vertegenwoordigd door Energie Beheer Nederland, Dutch Association Geothermal Operators, Stichting Platform Geothermie en Stichting Warmtenetwerk. Zij hebben het plan een jaar geleden op tafel gelegd bij de voorbereiding van het Klimaatakkoord.
“In de afgelopen tien jaar hebben tuinders in Zuid-Holland als eersten in Nederland ervaring opgedaan met aardwarmte en hiermee de weg geëffend voor toepassing van aardwarmte op veel grotere schaal”, zegt Eveline Rosendaal, programmamanager geo-energy bij Energie Beheer Nederland (EBN). “De uitdaging is om op verschillende plaatsen een ideale koppeling aan te brengen tussen de ondergrondse beschikbaarheid van warmte en de bovengrondse vraag, zodat de aardwarmte betaalbaar is en de investeringen hierin rendabel zijn.”
Continu beschikbaar
De Nederlandse bodem leent zich goed voor warmtewinning. Belangrijke voordelen zijn dat aardwarmte vrijwel continu beschikbaar is en dat het een duurzame bron van energie is. Voor het winnen ervan boort een operator twee putten van twee- à drieduizend meter diep, op een afstand van een à twee kilometer van elkaar. Dat gebeurt op een plek waar zich volgens seismisch onderzoek waarschijnlijk een laag poreus gesteente bevindt, gevuld met water van zeventig tot negentig graden Celsius. Een pomp brengt dat water via de ene put naar boven. Daar geeft het zijn warmte via een warmtewisselaar af aan het watercircuit van een warmtenet. Vervolgens gaat het afgekoelde water via de andere put terug de bodem in.
Zo’n combinatie van twee putten, een zogenoemd 'doublet', kan zo’n twintig tot dertig jaar achtereen, dag in dag uit, warmte leveren, waarbij de temperatuur van het water naar verwachting maar weinig daalt. Wil de investering uitkunnen, dan moeten minimaal vierduizend huizen op een doublet zijn aangesloten. “Vanwege de aanlegkosten van warmtenetten, leent aardwarmte zich vooral voor dichtbevolkte wijken en met name voor bestaande wijken. De huizen van de jongste nieuwbouwwijken zijn namelijk zo goed geïsoleerd, dat verwarming met aardwarmte daar niet economisch is. Er zijn ook initiatieven met ondiepere putten, netwerken met lagere temperaturen en kleinere wijken”, zegt Rosendaal.
Energiestrategie
Waar de warmtenetten met aardwarmte precies komen en hoe snel, hangt af van de plannen van de dertig energieregio’s in Nederland. In lijn met het Klimaatakkoord stellen gemeenten, provincies, waterschappen en andere betrokken partijen in elke regio een Regionale Energiestrategie op: een pakket aan maatregelen om de doelen voor het verminderen van de CO2-uitstoot in die regio te bereiken. De aanleg van warmtenetten kan daarvan onderdeel zijn.
"We hebben veel kennis van de bodem en de exploratie en exploitatie van olie- en gasbronnen"
Shell wil volgens Jeroen van Duin, General Manager van Shell Geothermie, een actieve rol spelen in de Nederlandse energietransitie en hier onderdeel van zijn. Dit is in lijn met het Parijs-akkoord en met het streven naar halvering van de Net Carbon Footprint (NCF) – oftewel de netto CO2-voetafdruk – van het concern, te bereiken in 2050. In Nederland investeert Shell in concrete projecten zoals grootschalige wind op zee, zonneparken op het land, snellaadpalen op zijn tankstations en het leveren van restwarmte aan de omgeving van Pernis.
Shell Geothermie is in 2018 opgericht met als doel investeren in het ontwikkelen van aardwarmteprojecten in Nederland. “We weten veel van het ontwikkelen en produceren van olie- en gasbronnen en van het samenwerken met andere partijen bij het uitvoeren van projecten. Dat kunnen we nu inzetten bij het investeren in aardwarmteprojecten. Zo dragen we ook bij aan de verduurzaming van de energievoorziening in Nederland”, zegt Van Duin. Vorig jaar heeft het bedrijf een eerste vergunning aangevraagd voor het opsporen van aardwarmte in een gebied bij Rotterdam. In mei hebben Shell en energiebedrijf Eneco samen een vergunning aangevraagd voor het oostelijk deel van de regio Rotterdam.
Van Duin: “In de regio Rotterdam kennen we de ondergrond vanuit onze ervaring met olie- en gasactiviteiten. Daardoor kunnen we goed vaststellen, waar we een geschikt reservoir met warm water kunnen vinden. Voordat we tot ontwikkeling overgaan moeten we wel zorgen dat de warmteproductie aansluit bij de warmtevraag. In Rotterdam zijn al warmtenetwerken waarop we kunnen aansluiten. Daar komt bij dat de stad duidelijke ambities heeft om de warmtevraag verder te verduurzamen.”
Ook in andere grote steden zijn warmtenetwerken, maar in de rest van Nederland moeten die er nog komen. “Wij zien samenwerking met andere marktpartijen en overheden als cruciaal voor de ontwikkeling van aardwarmte en warmtenetten in de gebouwde omgeving. Een andere voorwaarde is dat er voldoende draagvlak moet zijn bij lokale belanghebbenden, zoals de bewoners. Het vergt kortom een goed samenspel tussen gemeenten, woningcorporaties, burgers, energieleveranciers en productiebedrijven. Met een gezamenlijke aanpak kunnen wij aardwarmte kosteneffectief ontwikkelen”, aldus Van Duin.
Vanwege de hoge investeringskosten van een aardwarmte-installatie moet deze eigenlijk het hele jaar continu kunnen draaien. Rosendaal: “Daarom kun je aardwarmte het best inzetten als 'basislast' en ’s winters als het vriest een aanvullende warmtebron inzetten voor de pieken in de warmtevraag. Zo’n bron kan ook dienen als back-up bij onderhoud aan het doublet of aan het warmtenet.”
Behalve voor huizen vormt aardwarmte ook een warmtebron voor de glastuinbouw en voor de lichte industrie. Voor de zware industrie zijn de temperaturen van diepe geothermie van zeventig tot honderd graden Celsius te laag. Eventueel zijn die temperaturen met warmtepompen nog te verhogen, maar dat is nog geen oplossing voor de zware industrie. Een alternatief kan ultradiepe geothermie zijn – waarvoor het nodig is bronnen op vier tot zes kilometer diepte aan te boren – waar temperaturen heersen van zo’n 120 tot 150 graden Celsius. Daar doet de zogenoemde Greendeal UDG onder leiding van EBN onderzoek naar. Shell Geothermie is daarbij betrokken via NAM.
Beheersbare risico's
Volgens Rosendaal staat het veilig en verantwoord winnen van aardwarmte voorop. “Maar net als bij ieder ander project in de ondergrond is de winning van aardwarmte niet zonder risico. We zijn ons bewust hiervan. Zeer veel aandacht gaat uit naar het verkleinen van risico’s tot een acceptabel niveau en het afdekken ervan. Zo doen we onderzoek naar de kans op seismische activiteit door het injecteren van gekoeld water in de bodem. Verder herzien we samen met de sector het ontwerp van de tot nu toe enkelwandige putten. Net zoals bij olie- en gaswinning zijn een goede risicoanalyse en een zorgsysteem voor veiligheid, gezondheid en milieu, van essentieel belang voor een gezonde ontwikkeling van de sector.”
“Als Energie Beheer Nederland verwachten we met onze kennis veel te kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van aardwarmte. Namens de staat hebben we jarenlang meegekeken en mee-geïnvesteerd in tal van olie- en gasprojecten. Hierdoor hebben we ook een goed overzicht van wat gebeurt in de Nederlandse bodem. Wij verkeren daardoor in de positie om bij samenwerking de juiste vragen te stellen en partijen met elkaar in contact te brengen.”
Burger kiest
Een deel van de ondergrond in Nederland is door de olie- en gasexploratie al in kaart gebracht en biedt direct perspectief voor de winning van aardwarmte. Andere delen van de Nederlandse bodem zijn nog niet in kaart gebracht, omdat daar nauwelijks of geen olie- en gaswinning heeft plaatsgevonden. Rosendaal: “EBN heeft van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat opdracht gekregen om het potentieel voor aardwarmte in deze gebieden met zogenoemde 2D-seismiek en proefboringen in kaart te brengen. Hiervoor zijn we met SCAN, oftewel de Seismische Campagne Aardwarmte Nederland begonnen. We starten in het gebied van Haarlem tot Nijmegen. Daar bevinden zich de grotere stedelijke agglomeraties, die in hun duurzame warmtetransitie veel baat kunnen hebben bij aardwarmte. Volgend jaar zijn de eerste data hiervan publiekelijk beschikbaar, waarna marktpartijen op basis van deze data gerichter aan de slag kunnen. Voor 2023 brengen we met SCAN alle nog onbekende gebieden van Nederland in kaart.”
Van Duin voorziet dat de komende tijd consortia van bedrijven en andere partijen de aardwarmte grootschalig tot ontwikkeling zullen brengen. Naast investeringen van betrokken partijen, zoals Shell Geothermie, zal dat gaan om financiering door banken en subsidie in het kader van de Stimuleringsregeling Duurzame Energietransitie (SDE++). “Die subsidie is nodig, omdat aardwarmte voorlopig nog duurder is dan aardgas, ook al is aardwarmte op veel plekken het goedkoopste duurzame alternatief. De subsidie maakt het betaalbaar. Als we er in de loop van de jaren in slagen steeds efficiënter en effectiever te werken, dan zullen de kosten van aardwarmteprojecten afnemen en zal de subsidie op een gegeven moment overbodig zijn. De bedoeling is tenslotte dat aardwarmteprojecten zichzelf kunnen bedruipen.”
Anders dan bij aardgas zal de energiewinning bij aardwarmte letterlijk veel dichter bij de burger plaatsvinden. “Die burger zal in het kader van de energietransitie samen met de overheid moeten kiezen wat lokaal de beste opties zijn: zonnedaken en -weiden, windmolens, vergisters of aardwarmte, of combinaties daarvan”, aldus Rosendaal.
