null Beeld

ColumnVincent Wil Zon

Hyperdiep onder de grond vind je warmte voor iedereen

Vincent Dekker

Hoe dieper je in de grond graaft, hoe warmer het er wordt. Die warmte kun je gebruiken voor verwarming of voor de productie van elektriciteit. Dat doen we ook al op bescheiden schaal. Maar het kan binnenkort nog heel veel beter: via hyperdiepe geothermie.

In Nederland kun je aardwarmte op diverse manieren gebruiken, van heel simpel tot ingewikkeld en kostbaar. Het begint al op een halve meter diepte. Een kennis van mij wilde ooit een buizenstelsel in zijn tuin leggen, op 50 tot 100 cm diepte. Daar vriest het nooit. Als je in de winter bij min 10 graden lucht door die buizen laat stromen naar je warmtepomp, dan wordt die lucht al wat opgewarmd en hoeft die pomp dus minder hard te werken. Het idee is nooit in de praktijk gebracht, in ieder geval niet door mijn kennis.

Bodemwater verwarmen

Een variant hierop is de warmtepomp die de warmte niet aan de lucht onttrekt maar aan aardwarmte. Je laat daarbij water door een buis circuleren van de warmtepomp naar enkele tientallen meters diepte en terug. Het water wordt zo opgewarmd en de warmtepomp heeft ook in strenge winters altijd een warmtebron van enkele graden boven nul. Dat bespaart op de stroom die de warmtepomp nodig heeft. Maar het boren en aanbrengen van de buis is kostbaar en in veel gevallen zal een systeem dat de warmte aan de buitenlucht onttrekt voordeliger zijn.

Een andere ‘huisoplossing’ die in de praktijk al werkt, is te vinden bij Gideon Goudsmit, een man die professioneel aan de energietransitie werkt en zijn huis al 24 jaar geleden energiepositief wist te maken. Hij heeft heel veel zonnepanelen op zijn dak en zijn schuur. Een deel van de zomerse stroom gebruikt hij om een warmtepomp te laten draaien die in de zomer de bodem op 150 meter diepte opwarmt van pakweg 11 graden naar 30 graden. In de winter gebruikt hij die warmte om zijn huis warm te houden. Zo wordt dus het overschot aan zomerstroom gebruikt voor warmte in de winter!

Glastuinbouw

Het systeem van Goudsmit wordt denk ik nog weinig toegepast. Dat is al anders bij nog weer diepere boringen. Al flink wat tuinbouwkassen worden verwarmd met warm water dat uit 2000 tot 2500 meter diepte omhoog wordt gehaald. Op zulke grote dieptes kun je temperaturen van zo'n 70 graden of meer verwachten, zeg maar de temperatuur van je cv-water. Boringen van twee of meer kilometer zijn uiteraard heel kostbaar, maar de kassen sparen er grote hoeveelheden gas mee uit, variërend van enkele miljoenen tot ruim 20 miljoen m3 gas per bedrijf.

Met zulke diepe warmteputten kun je ook warmtenetten voor woningen en bedrijven van verwarming voorzien, en dat wordt her en der in Nederland ook al gedaan. Zo heeft Den Haag een project voor omgerekend zo'n duizend woningen. En in Heerlen wordt al sinds 2008 aardwarmte gewonnen door warm water uit oude mijnschachten op te pompen. De vereniging Geothermie Nederland heeft een overzichtskaart van wat er in ons land al met geothermie wordt gedaan.

Ultradiep

Ga je nog dieper de bodem in, dan kom je op temperaturen uit van 100 graden en meer. Dat is dus boven het kookpunt van water. Diep onder de grond heerst een grote druk waardoor het hete water nog vloeibaar is. Maar als je het naar boven haalt en laat uitzetten in een vat, gaat het koken en wordt het waterdamp. Met die damp kun je een turbine laten draaien waarmee stroom wordt opgewekt. In Nederland moet je dan dieper dan 4 kilometer boren, wat dan ‘ultradiepe geothermie’ wordt genoemd. We hebben hier nog geen ultradiepe bronnen, maar de verwachting is dat die er wel zullen komen.

Een geiser op IJsland, waar water dankzij vulkanische aardwarmte tot boven het kookpunt wordt verhit en dan tientallen meters hoog de lucht in wordt gespoten. Beeld Vincent Dekker
Een geiser op IJsland, waar water dankzij vulkanische aardwarmte tot boven het kookpunt wordt verhit en dan tientallen meters hoog de lucht in wordt gespoten.Beeld Vincent Dekker

Op IJsland en in andere landen met vulkanisme is ‘kokend heet water’ al op geringe diepte te vinden en daar bestaan al elektriciteitscentrales die op geothermie (aardwarmte) draaien. Het gaat echter nog om bescheiden projecten. Wereldwijd staan er zo'n 600 kleine centrales die samen goed zijn voor 15.000 MW aan capaciteit. Dat is evenveel als welgeteld tien Groningse Eemscentrales.

Hyperdiep

Dat ik nu over deze vorm van energie schrijf, heeft een actuele aanleiding. Een start-up die verbonden is aan de befaamde MIT-universiteit in de VS, Quaise Energy, heeft een nieuwe boortechniek uitgevonden. De boorkop produceert golven met een golflengte van slechts enkele millimeters waarmee gesteente wordt verpulverd tot stof dat makkelijk kan worden afgevoerd. Op die manier kan relatief snel en goedkoop veel dieper worden geboord dan de 5 kilometer die nu in de praktijk nog maximaal wordt gehaald. Quaise denkt dat 20 kilometer haalbaar moet zijn. ‘Hyperdiep’ zou ik dat dan willen noemen.

Ergens tussen 5 en 20 kilometer onder de grond stijgt de temperatuur naar zo'n 500 graden. Als je water van die temperatuur naar de oppervlakte brengt, kun je daar enorme turbines mee aandrijven om stroom mee op te wekken. Quaise heeft het over centrales met een totale capaciteit van 30 TeraWatt, oftewel 2000 keer zo veel als er nu in de wereld aan geothermie-stroom wordt opgewekt en dus evenveel als 20.000 Eemscentrales.

Tweede leven

Een bijkomend voordeel van deze hyperdiepe geothermie is, dat zij op heel veel plekken in de wereld te benutten is. Je kunt dan boren pal naast bestaande kolen- en gascentrales, die immers hun gas en kolen gebruiken om van water stoom te maken waarmee turbines worden aangedreven. Bestaande centrales hoeven dan niet afgebroken te worden maar kunnen na een verbouwing als klimaatvriendelijke centrale een tweede leven krijgen.

De techniek om steen te verpulveren met behulp van millimeter-golven is al bewezen. Quaise werkt nu toe naar een eerste demonstratieproject. Over twee jaar moet een eerste boorplatform operationeel zijn en twee jaar later zouden dan de eerste kleinere turbines 100 MW aan stroom kunnen leveren. In 2028 tenslotte moet de eerste oude fossiel gestookte elektriciteitscentrale kunnen overschakelen op hyperdiep-stoom.

In zijn weblog ‘Vincent wil zon’ belicht Vincent Dekker innovaties en ontwikkelingen op het gebied van groene energie, dichtbij en ver van huis. Lees meer afleveringen op trouw.nl/vincentwilzon. Vincent Dekker heeft nu ook podcast, onder meer over warmtepompen, batterijen en zonnepanelen - beluister die via deze link of zoek hem op via de bekende kanalen.

Lees ook:

Bergens groen gas in Bergense grond

Delfzijl krijgt binnen twee jaar de grootste fabriek ter wereld waar met stroom gas wordt gemaakt. Ze slaan daar zo zomerstroom op voor de donkere winterdagen. Delfzijl: dat had mijn eigen Bergen kunnen zijn.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden