Zonne-, wind- en waterenergie krijgen een steeds prominentere rol in onze energiemix en zijn essentieel voor het faciliteren van de energietransitie. Over dit trio wordt veel gesproken, maar er bestaat een vierde element, dat net zo duurzaam is.
Waarom je dit moet weten:
Naast zonne- en windenergie is geothermische energie een schone energiebron. Daarom kan het helpen bij het uitfaseren van fossiele brandstoffen en de overgang naar een groenere samenleving.
Geothermische energie is een hernieuwbare energiebron die de natuurlijke warmte onder het aardoppervlak benut. Deze warmte kan vervolgens worden gebruikt voor verwarming, koeling en het opwekken van elektriciteit. In het geval van geothermische verwarming worden leidingen opgewarmd. Bij het opwekken van elektriciteit laat waterdamp turbines draaien, waardoor stroom wordt opgewekt.
Beleidsmakers in de Europese Unie nemen stappen om de ontwikkeling van geothermische energie te versnellen. Het Europees Parlement heeft onlangs een resolutie aangenomen om investeringen in de sector te stimuleren. Zij roepen op tot een Europese strategie voor geothermische energie.
Verschillende soorten geothermische putten
Ondiepe geothermische putten worden tot 400 meter onder het aardoppervlak geboord en leveren energie voor verwarming en koeling voor woningen en andere gebouwen. Ondiepe geothermische installaties kunnen 35 graden Celsius bereiken. Volgens ThermoMap heeft Europa een relatief groot potentieel aan ondiepe geothermische bronnen.
Diepe geothermische putten variëren van enkele honderden meters tot drie tot vier kilometer diep- in Europa is het bereik 30 tot 150 graden Celsius. Diepe putten kunnen direct elektriciteit produceren.
Ultradiepe geothermische putten zijn meer dan vier kilometer diep en bereiken een temperatuur van meer dan 150 graden Celsius.
Ideaal voor het verwarmen en koelen van gebouwen
In zekere zin is ondiepe geothermie laaghangend fruit. Omdat deze putten niet zo diep zijn, zijn de kosten lager. Daarom zijn ondiepe geothermische putten – vooral in combinatie met warmtepompen – een goede optie om de energietransitie te versnellen.
Hoewel contra-intuïtief, kunnen geothermische systemen gebouwen ook koelen. In de winter verhogen warmtepompen de kamertemperatuur door de warmte van de aarde te ‘oogsten’. In de zomer wordt het proces omgekeerd. De warmtepomp kan de extreme warmte opvangen en overdragen aan een vloeistof die naar de grond circuleert. Omdat de grondtemperatuur lager is, verdwijnt de warmte van de vloeistof naar de grond. De gekoelde luchtvloeistof gaat via leidingen terug naar het gebouw. “Ondiepe geothermische systemen kunnen zorgen voor een constante kamertemperatuur van bijvoorbeeld 25 graden Celsius, wat prettig is tijdens de zomermaanden,” legt Francesco Pizzocolo uit. Hij is de programmamanager van de Geologische Dienst voor Europa (GSEU) bij TNO.
Beschikbaarheid van gegevens
De opstartkosten zijn de belangrijkste beperking van diepe en ultradiepe geothermische energiesystemen. Het opzetten van de infrastructuur om warmte te oogsten en te vervoeren is een uitdaging, net als het inschatten van het werkelijke warmtepotentieel van een bepaald gebied. Het zijn tijdrovende stappen. In het geval van een twee- of drie-kilometer diepe put voor elektriciteitsproductie lopen de kosten al snel op tot tientallen miljoenen euro. Volgens cijfers van het International Renewable Energy Agency (IRENA) variëren de kosten van geothermische energiecentrales van $1.870 tot $5.050 per kW.
Het verzamelen van gegevens kan op den duur de kosten verlagen. De EU wil lidstaten oproepen om geothermische bronnen in kaart te brengen en alle gegevens over de ondergrond openbaar te maken. De European Geological Data Infrastructure (EGDI) richt zich op het delen van deze informatie. Pizzocolo ziet het verzamelen en delen van gegevens als cruciaal. “Hoe meer hoogwaardige gegevens je tot je beschikking hebt, hoe lager de kosten en de financiële risico’s van de exploitatie. Een geothermische energiecentrale heeft water onder druk nodig dat naar de oppervlakte komt. Als er onvoldoende gegevens zijn, is het risico groter dat er een droge put wordt gegraven,” benadrukt hij.
Francesco Pizzocolo
Programmamanager van de Geologische Dienst voor Europa (GSEU) bij TNO
Volgens hem is het delen van gegevens op Europees niveau essentieel voor de ontwikkeling van geothermische energie.
Kostenbesparende oplossingen
TNO ontwikkelde Everest, een AI-gestuurd model, initieel ontworpen voor olie- en gastoepassingen. Dit model werd uitgebreid om de plaatsing van geothermische doubletten te optimaliseren. Ook wordt in pilotstudies onderzocht of het bestaande gasdistributienetwerk kan worden hergebruikt om aardwarmte aan huishoudens te leveren. Als de tests succesvol blijken, dalen de kosten voor geothermische energie mogelijk verder.
Een ander idee is dat buren met elkaar de kosten delen. Daarbij worden ondiepe putten gegraven die meerdere huishoudens kunnen gebruiken. Zo ontstaan er zogenaamde ‘energiegemeenschappen’. De Europese Commissie heeft onlangs nieuwe regels geïntroduceerd om burgerparticipatie mogelijk te maken. In sommige nieuwbouwwijken in Nederland worden er ondiepe geothermische putten gegraven om gebouwen te verwarmen. Pizzocolo zelf bespreekt met zijn buurman de installatie van een aardwarmtepomp voor de twee huizen. “Dat zou onze aanloopkosten halveren. Het resterende energietekort overbruggen we met zonnepanelen.”
Nederlandse ontwikkelingen
In Nederland wint geothermische energie aan kracht. In 2023 heeft een aantal gemeenten in de provincie Noord-Brabant – Eindhoven, Tilburg, Breda, ‘s-Hertogenbosch, Oss en Someren – een intentieverklaring ondertekend om de ontwikkeling van geothermische energie in het gebied te versnellen. Andere instanties, zoals de Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij (BOM) en geothermiebedrijf Ennatuurlijk, ondertekenden de verklaring.
Op dit moment is het potentieel aan geothermische energie in Brabant nog vrijwel onbenut. Tuinbouwbedrijf Greenbrothers in Zevembergen laat echter zien dat het anders kan. Zij hebben een ondiepe geothermische bron waarvan de warmte wordt gebruikt om groenten te verbouwen in kassen. Nederland is een pionier op dit gebied. Geothermische bronnen drijven kassen al twee decennia lang aan in Noord-Holland.
De gemeente Helmond en de provincie begin 2024 hebben een deal getekend met energiebedrijf Energie Beheer om de ontwikkelingen te versnellen. Daarnaast kregen energiebedrijven Eneco en Vattenfall groen licht om het aardwarmtepotentieel in de buurt van Amsterdam te onderzoeken. De proefboring in de buurt van de Johan Cruijff Arena zal meer informatie opleveren over het warmtepotentieel van het gebied. De bedrijven streven ernaar om in 2030 aardwarmte naar de stad te brengen.
Vooruitzichten
In 2018 publiceerde een cohort organisaties – waaronder Platform Geothermie en Energie Beheer Nederland – een Masterplan voor geothermie in Nederland. Het document onderstreept de potentie van geothermie. In 2030 kan geothermie naar verwachting voorzien in maximaal vijf procent van de totale warmtevraag, en tegen 2050 zou dit kunnen stijgen tot 23 procent. Volgens het onderzoek kan Nederland profiteren van geothermische energie in de volgende toepassingen: lage-middelhoge temperatuur warmte-industrie, stadsverwarming en glastuinbouw.
Ook Pizzocolo ziet een mooie toekomst voor geothermische energie in Nederland. “Het gaat een enorm verschil maken in de bebouwde omgeving. Technisch en financieel gezien is het veel eenvoudiger op te zetten dan een geothermische energiecentrale. Eerlijk gezegd verwacht ik niet dat er al snel tien verschillende geothermische centrales elektriciteit zullen opwekken in Nederland. Maar voor stadsverwarming en industriële processen op lage temperatuur zal het zeker een cruciale rol spelen. Het kan zeker helpen bij het bereiken van de doelstellingen voor het koolstofarm maken van de economie,” concludeert hij.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
