In Nederland is geothermie of aardwarmte een opkomende techniek die steeds vaker wordt toegepast.
Uit het Grieks afkomstige geo betekent in het Nederlands aarde en thermos, warmte. Thermische energie: aardwarmte.
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?
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 in de 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 aardwarmte 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.
De VS wekken de meeste energie uit aardwarmte op, gevolgd door Indonesië.
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. Er zijn dus verschillende mogelijkheden voor geothermie.
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.
Onze voorouders gebruikten vermoedelijk al 10.000 jaar geleden geothermisch verwarmd water.
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.
Geothermie 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/geothermie een duurzaam alternatief voor fossiele energie, met name voor gasverwarming.
Geothermie is een van de goedkoopste opties voor de productie van duurzame energie in Nederland.
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.
Per hoofd van de bevolking is IJsland op dit moment koploper in geïnstalleerd vermogen.
Het is belangrijk dat aardwarmtewinning geen negatieve gevolgen heeft voor het milieu. Het opsporen en winnen van aardwarmte is daarom gebonden aan strenge wetten.
Zoals hierboven besproken heeft geothermie veel voordelen. Maar kleven er ook nadelen aan geothermie. Hieronder volgt een overzicht van mogelijke nadelen van geothermie:
- Niet overal van toepassing: er moet voldoende warmte in de ondergrond zitten
- Niet overal mogelijk: aardwarmtewinning mag niet in natuurgebieden, wingebieden voor drinkwater of aardbevingsgevoelige gebieden
- Warmte komt uit diepte: In Nederland moeten we dieper de grond in dan in andere landen
- Kostbare investering: aardwarmte is een dure investering, relatief ‘jonge’ technologie
- Niet geschikt voor individuele warmtevraag: aardwarmte is een collectieve warmtevoorziening. Een individuele warmtevrager kan niet kiezen voor aardwarmte
- Samenwerking tussen meerdere partijen noodzakelijk
- Overlast bij aanleg
- Warmte-infrastructuur noodzakelijk: voor het gebruik van aardwarmte moet er in de buurt een warmtenet zijn
- Klein risico op aardtrillingen
Nederland en geothermie
Nederland wil in 2050 een volledig duurzame energievoorziening hebben. Om klimaatverandering te beperken, moet de CO2-uitstoot omlaag zoals afgesproken in Parijs. Geothermie stoot nauwelijks CO2 of andere producten uit. Hier lees je hoe geothermie zorgt voor minder CO2-uitstoot.
Nederland wil in 2050 een volledig duurzame energievoorziening hebben.