Geothermie oftewel aardwarmte

Aardwarmte

Uit het Grieks afkomstige geo betekent in het Nederlands aarde en thermos, warmte. Thermische energie: warmte uit de aarde.

De termen worden vaak door elkaar gebruikt. Bij winning op grotere diepte of bij hogere temperatuur wordt vaker over geothermie gesproken. Bij ondiepe projecten en lage temperatuur meestal aardwarmte. Maar wat is het precies en hoe werkt het?

vulkaan
In Nederland is geothermie een opkomende techniek die steeds vaker wordt toegepast.
geo powerplant
De VS wekken de meeste energie uit aardwarmte op, gevolgd door Indonesië.
Vanuit de kern wordt de aardkorst verwarmd

Wat is aardwarmte?

Binnenin de aarde is er warmte vanuit het ontstaan van de aarde en wordt warmte opgewekt door het voortdurende radioactiefvervalproces (natuurlijke vorm van kernenergie). Daar kan de temperatuur naar schatting tot wel 6500 °C oplopen. Hoe dieper in de aardkorst, hoe meer de temperatuur stijgt. Over het algemeen is dat per kilometer diepte een temperatuurstijging van 25 °C tot 40 °C. In vulkaangebieden kan de temperatuur echter dicht bij of buiten de korst oplopen tot vele honderden graden Celsius.

Voor de warmte uit de aarde wordt niet de energie gebruikt die uit de diepte naar boven komt, maar de energie die al in de aardkorst opgeslagen is. Deze wordt vanuit het centrum zo langzaam aangevuld dat de energie (de warmte) bij winning dus op een gegeven moment uitgeput raakt. Hier moet dus rekening mee worden gehouden, bijvoorbeeld door de afstand van de afvoer van het koude water ver genoeg af te houden van de winning van het warme water. Zo heeft het koude water weer genoeg tijd om op te warmen en gaat de bron langer mee.

Een directe en indirecte energiebron

Aardwarmte als energiebron

Warmte kan middels twee technieken gewonnen worden. Als eerste kan dit door gebruik te maken van het verschil in temperatuur tussen het aardoppervlak en diep in de aarde gelegen warmtereservoirs. Daarnaast is het ook mogelijk om de ondergrond te gebruiken voor warmte opslag.

Het kan hiermee ook weer op twee manieren bijdragen aan onze energievoorziening. De warmte vlak aan de oppervlakte kan direct worden gebruikt, bijvoorbeeld om te verwarmen en te koelen. Grondwater wat vaak op ongeveer 100 m diep ligt, wordt dan opgepompt. In de winter kan hierdoor een gebouw of woning worden verwarmd en in de zomer worden gekoeld. Het is ook mogelijk diepere aardwarmte te gebruiken. Dit kan ook voor direct gebruik ingezet worden, maar het is ook mogelijk om hiervan de energie die uit de temperatuurverschillen ontstaat in te zetten als duurzame elektriciteit.

opwekken geo
Onze voorouders gebruikten vermoedelijk al 10.000 jaar geleden geothermisch verwarmd water.
vulkanisch gebied
Geothermie is een van de goedkoopste opties voor de productie van duurzame energie in Nederland.
Aard- of bodemwarmte heeft geen CO2-uitstoot.

Beschikbaarheid en duurzaamheid

Aardwarmte is altijd beschikbaar en is dus niet afhankelijk van een tijdstip, seizoen of weersomstandigheden. Het is wel het beste voor de energie en de installatie om de benodigde energie gedurende het jaar, dus voor zowel koelen als verwarmen, zoveel mogelijk gelijk te houden. Dus niet te vaak aan of uit te zetten, harder of minder te laten werken.

De functie van de installatie wordt versterkt als de aardwarmte wordt gecombineerd met andere opwek-mogelijkheden, zoals bijvoorbeeld zonnepanelen. Deze energie kan dan als extra warmte worden opgeslagen in de aardwarmtebron. Hierdoor is seizoensgebonden opslag mogelijk en kan dit zowel nabij de oppervlakte als diep worden uitgevoerd.

Aardwarmte is een nagenoeg onuitputtelijke energiebron. Met de voorraden die in onze planeet zijn opgeslagen, kan in principe het wereldwijde energiegebruik worden gedekt. Daarom is aardwarmte een duurzaam alternatief voor fossiele energie, met name voor gasverwarming.

Grootschalige warmtepompsystemen en individuele woning warmtepompen.

Verbruik en opwek van geothermie

Internationaal wordt het grootste deel van de energie van aardwarmte direct gebruikt als warmte. Stroomopwekking uit geothermie concentreert zich traditioneel veelal in landen die over vulkaangebieden beschikken. In landen waar dit niet beschikbaar is, zoals in Nederland, kan elektriciteit bij relatief lage temperaturen worden opgewekt of wordt er dieper geboord.

Er zijn zes landen die meer dan 10% van hun elektriciteit uit geothermische energie halen. Van het wereldwijde gemiddelde elektriciteitsgebruik, komt echter nog geen 0,1% van geothermie.

oude pomp
Per hoofd van de bevolking is IJsland op dit moment koploper in geïnstalleerd vermogen.