Energie uit aardbodem en bodemwater

Warmte uit de aardbodem en het bodemwater is een duurzame vorm van energie. Afhankelijk van de diepte heet het aardwarmte of bodemwarmte. Aardwarmte is in Nederland moeilijk bereikbaar en daardoor erg duur. Bodemwarmte is wel bereikbaar en belandt als woningverwarming onder meer in nieuwbouwhuizen.

Aardwarmte en bodemwarmte zijn milieuvriendelijke alternatieven voor het stoken van gas en kolen. Want het gebruik van aard- en bodemwarmte zorgt nauwelijks voor vervuiling, uitstoot van CO2 en klimaatverandering. Een ander milieuvoordeel is dat aardwarmte en bodemwarmte nooit op raken, in tegenstelling tot fossiele brandstoffen.

Bronnen van aard- en bodemwarmte

Zonlicht verwarmt (vooral in de zomer) de bodem, het bodemwater en het oppervlaktewater. Door circulatie van het bodemwater en door verspreiding van warmte door de bodem, kan de zonnewarmte tot enkele honderden meters diep in de aardkorst komen. De warmte in de bodem en in het bodemwater heten beide bodemwarmte.

Aardkern zorgt voor aardwarmte

Aardwarmte ontstaat uit een andere bron, namelijk de hete kern van de aarde. De temperatuur in de kern is niet precies bekend, schattingen variëren van 2.000 tot 12.000 graden Celsius. Deze vorm van warmte heet aardwarmte, of geothermische warmte.

De kernhitte verspreidt zich door de verschillende aardlagen naar de aardkorst. Van buiten naar binnen gezien, wordt het steeds warmer. Elke kilometer die we dieper graven, stijgt de temperatuur met 30 graden Celsius. Vanaf 500 meter diepte is er genoeg warmteverschil om de warmte naar de oppervlakte te kunnen vervoeren.

Bodemwarmte ophalen en gebruiken

Het aftappen van bodemwarmte tot 100 meter diep in de aarde gebeurt met zogeheten bodemwarmtewisselaars. Zo’n bodemwarmtewisselaar bestaat uit een gesloten buizensysteem dat tot 100 meter diep de bodem in gaat.

Door de buizen wordt een vloeistof gepompt (meestal water met antivries). De vloeistof stroomt door de warmere bodem, warmt daardoor op en stroomt verder door de buizen, weer terug naar het oppervlak.

Aan de oppervlakte staan grote warmtepompsystemen die de warmte overnemen van de vloeistof in de bodemwarmtewisselaars, en vervoeren naar nieuwbouwhuizen, woonwijken, commerciële bedrijvigheid en de industrie.

Individuele warmtepomp

Naast grootschalige warmtepompsystemen zijn er ook individuele warmtepompen voor woningverwarming. Die maken ook gebruik van bodemwarmte, maar gaan veel minder diep de grond in. Meer daarover op de link onderaan naar Warmtepompen.

Bodemopslag van warmte en kou

Water dat in de bodem zit op 20 tot 300 meter diepte, blijft op constante temperatuur. Verder is het een eigenschap van water, dat het veel warmte kan opnemen. Daarom wordt in de zomer het relatief koele bodemwater omhoog gepompt, en gebruikt om bovengrondse warmte weg te vangen.

Op deze manier kan bodemwater warme lucht afkoelen in grote kantoorgebouwen, of water afkoelen dat is opgewarmd bij industriële processen. Het opgewarmde bodemwater wordt daarna teruggepompt. Diep in de bodem blijft die warmte behouden. Het bodemwater vormt een soort ‘opslagvat’ van warmte.

Winter: bodemwater als warmtebron

In de winter komt de warmte in het bodemwater goed van pas. Dan wordt het bodemwater weer opgepompt, de warmte er weer uit gehaald en het water weer teruggepompt. De warmte wordt dan gebruikt voor bijvoorbeeld woningverwarming en glastuinbouw. Als de warmte uit het grondwater is gehaald, wordt het water weer teruggepompt. Tot het opnieuw wordt opgepompt in de zomer, vormt het bodemwater nu een ‘opslagvat’ voor koude.

Gebruik van aardwarmte

Warmte die afkomstig is van een diepte van 500 meter of dieper, is ontstaan in de kern van de aarde (aardwarmte/geothermie). Ook die is bruikbaar voor woningverwarming of industriële doelen.

Een bodemwarmtewisselaar komt echter niet diep genoeg om deze warmte op te halen. Grondwater komt van nature wel zo diep voor. Om de aardwarmte op te halen wordt daarom grondwater opgepompt van 500 meter diepte, en de warmte eruit gehaald. Het afgekoelde water wordt vervolgens weer teruggepompt en warmt vanzelf weer op door de hitte uit de aardkern.

@2017 is het prestigieuze geothermische project WarmteStad stilgelegd in Groningen

Hoge kosten én veiligheid struikelblok aardwarmte/geothermie, keuze voor bodemwarmte in NL ligt aan onze voeten

In theorie is er in de Nederlandse aardbodem ruim drie keer meer energie beschikbaar aan aardwarmte dan Nederland jaarlijks gebruikt. Desondanks maakt Nederland nog weinig gebruik van aardwarmte. Het kost namelijk meer geld om aardwarmte op te halen, dan het oplevert. Daarom is het gebruik in Nederland van bodemwarmte veel efficiënter en door de betrouwbaarheid brengt het minder risico’s met zich mee waardoor het laagdrempelig is.

Het gebruik van aardwarmte brengt hoge kosten mee doordat het aanleggen van een aardwarmte-energiecentrale erg duur is. Niet overal in Nederland is de bodemsamenstelling geschikt om op de diepte aardwarmte te getapt, dit brengt grote veiligheidsrisico’s met zich mee en maakt dure proefboringen noodzakelijk. In november 2017 is het prestigieuze project WarmteStad stilgelegd vanwege hevige kritiek van SodM dat het ministerie van Economische Zaken. Die kritiek richt zich ten eerste op de risico’s die aan geothermie kleven. Bij bodemwarmte is dit niet nodig, plus het gecombineerde gebruik van warmtepompen en bodemwarmtewisselaars maakt het realiseerbaar baar voor industrie, bedrijvigheid, woonwijken en individuele woonhuizen. De duurzame oplossing ligt in Nederland aan onze voeten als je maar realistisch blijft, aldus Share-Energy.nl.

IJsland: aardwarmte als verwarming

In het buitenland is de bodem vaker geschikt voor het gebruik van aardwarmte. Zo’n zestig landen maken er gebruik van. Een daarvan is IJsland: op dit vulkanische eiland zit de aardwarmte dichter onder het aardoppervlak, en dat maakt de winning van aardwarmte goedkoper. Van alle warmtevraag in IJsland is tachtig procent afkomstig van aardwarmte.

Beleid

De overheid heeft het doel gesteld om twintig procent van alle verbruikte energie in Nederland in 2020 duurzaam op te wekken. Er is geen aparte doelstelling voor aard- en bodemwarmte. Er zijn geen landelijke subsidies (meer).

Bron informatie