Geothermie (Aardwarmte) in de Eempolders

In Europa wordt geothermie slechts op zeer kleine schaal toegepast. Er zijn plannen en proefboringen genoeg, maar er zijn slechts weinig aardwarmte-installaties operationeel. In Nederland zijn er alleen operationele installaties t.b.v. de glastuinbouw. Dit heeft te maken met het feit dat de installaties dicht bij de verbruiker moeten staan. Bovendien is de vraag naar elektriciteit veel hoger en het omzetten van aardwarmte naar elektriciteit is meestal niet mogelijk.
Er bestaat diepe boring (tot 2000 meter) en ultradiepe boring (tot 4000 meter)
-In het Westland worden met diepe boring wat kassen verwarmd. De boorputten liggen vlak bij de kassen.
-Een project met ultradiepe geothermie (4 km diep) in het Westland is mislukt.
-In België is een project bij een fabriek (Johnson en Johnson) gestart dat voor eigen gebruik geo-warmte wil gaan gebruiken. Hier zijn vele miljoenen Euro’s aan subsidie in gestoken maar het werkt nog niet.
-Het bedrijf Larderel Energy in Amersfoort heeft plannen gemaakt om in de regio Amersfoort-Soest-Baarn een grootschalig geothermie project met 7 boorlocaties rond de polders te gaan ontwikkelen.
– In Duitsland wordt relatief veel gewerkt aan geothermieprojecten. Met name in de buurt van München zijn wat geothermische centrales in bedrijf of in ontwikkeling.

Enkele praktijksituaties met geothermie

Op basis van informatie uit de pers en van Larderel Energy noem ik enkele locaties in Duitsland waar aan geothermie wordt gewerkt.

Een installatie in Landau heeft tussen 2008 en 2013 gefunctioneerd met een totaal gewonnen energie van 15 GWh elektra en 7 GWh warmte. Vanwege aardbevingen wordt de installatie regelmatig stil gelegd.
Oppervlak: 1 hectare.

Een ander door Larderel genoemd project is in Traunreut, ook in Duitsland. Hier zijn boringen naar 5000 meter diepte uitgevoerd. Vermogen 12 MW thermisch en 5 MW elektrisch.
Oppervlak: 1,5 hectare.

• 

• 

Nog een voorbeeld: Freiham (Dld): 2600 en 3100 meter diep (90 graden): alleen thermisch 12 MW.
Dit is een wijk in München. Oppervlak installatie: 0,5 hectare

Ten zuiden van München, in Holzkirchen, zijn in 2015 boringen begonnen naar Geothermie. Er is sinds Januari 2019 een functionerend warmtenet (150 graden). Doublet 6000/5600 meter. 60/l/s.
Thermisch: 21 MW, Elektrisch: 3,4 MW. Oppervlak: 2 ha.

Ten zuidwesten van München in Geretsried is naar 6.000 meter geboord. Doublet: 5700/6000. Door teveel tegenslagen is het projekt stilgelegd.

München Heizkraftwerk Süd. Hier zijn 3 doubletten vanaf één locatie geboord. 3.000 meter diep, 100 Graden. Het projekt is nog niet opgeleverd. Warmte gepland voor 80.000 huishoudens in München. 50 MW, 120 l/s.

Hierboven een overzicht van geothermie projecten rond München

Kasverwarming in het Westland bij Naaldwijk

Een boring naar 4.000 meter in het Westland is mislukt. In Nederland wordt alleen in het Westland aardwarmte gebruikt (2300 meter diep) voor nabijgelegen kassen. Vermogen van twee bronnen totaal: 35 MW thermisch.
Oppervlakte: 2 hectare.

Tenslotte:
In de bondsrepubliek Beieren zijn in totaal 7 geothermische centrales in bedrijf. In het jaar 2020 werd door deze installaties 161 GWh elektriciteit opgewekt en 1100 GWh aan warmte. Totaal dus 1260 GWh aan geothermische energie.

Activiteiten Landerel Energy in Amersfoort

Dit bedrijf heeft een boorvergunning aangevraagd en verkregen om in Eemland opsporingsboringen te verrichten. Deze boringen hebben ten doel om te onderzoeken of hun plannen voor geodetische warmtewinning haalbaar zijn.
Deze plannen hebben betrekking op de 7 gemeenten die deel uit maken van de RES Amersfoort.
Volgens de oorspronkelijke plannen van 1,5 jaar geleden had er al een proefboring plaats gevonden moeten hebben, maar daar is niets van terecht gekomen.
Verdeeld over de randen van de Eempolder komen 7 boorlocaties met per locatie 5 doubletten.
Een doublet bestaat uit 2 boringen die bovengronds enkele meters uit elkaar liggen
Ondergronds moet deze onderlinge afstand enkele kilometers zijn
In totaal zouden er 72 boorputten moeten komen.

Ideeën van Larderel Energy voor geothermielocaties in Eemland

De situatie per locatie is als volgt:

Twee doubletten op 7.000 meter leveren, met water van 220 graden, 64 GWh thermische energie per jaar.
Hiermee wordt elektriciteit opgewekt en restwarmte gaat naar het warmtenet
Drie doubletten op 3.000 meter diepte leveren 300 GWh thermische energie per jaar

De totale energetische opbrengst zal 2100 GWh thermisch en 450 GWh elektrisch zijn.
Deze energie is voldoende voor 160.000 huishoudens in de RES Amersfoort
De kosten per boring bedragen ongeveer 15 miljoen Euro
Er dienen 7 nieuwe warmtenetten aangelegd te worden
De totaalkosten voor warmtelevering bedragen 5,5 miljard Euro

Voor de regio Gooi & Vechtstreek is een vergelijkbaar plan gemaakt

Ideeën voor geothermie in Eemland en Gooi- en Vechtstreek

De Vereniging Vrij Polderland

De Vereniging Vrij Polderland heeft een eigen plan gemaakt m.b.t. de energietransitie in de RES Amersfoort. Ik heb dat plan niet uitgebreid bestudeerd, maar ik vind het wel interessant dat er een onderdeel geothermie in genoemd wordt. Het plan is middels de volgende link te vinden.

Update Energieplan Vrij Polderland d.d.16-7-2021

Enkele beschouwingen

De kans dat er onder Eemland geschikte aardlagen zijn voor aardwarmte, is bijzonder klein. Om hier meer zekerheden over te verkrijgen moeten kostbare proefboringen verricht worden. Projecten m.b.t. geothermie beslaan in de praktijk vele jaren aan voorbereiding en uitvoering. De risico’s op mislukking zijn zeer groot en in ieder geval ook zeer kostbaar. Bekend is dat vanaf 15 meter diepte er een temperatuurgradiënt bestaat van 3 graden per 100 meter diepte, beginnend met 11 graden. Dus op een diepte van bijvoorbeeld 3.000 meter is de temperatuur 11+90=101 graden. Om hier van te kunnen profiteren moet er een injectieput en een winningsput geboord worden. Bovendien moet er op die diepte een poreuze laag zijn waar water doorheen gepompt kan worden. Boren in waterwingebieden is verboden, vanwege het risico op vervuiling van drinkwater.
Ondanks dat de energie-inhoud van geothermie relatief groot is, zijn de kansen om met de ideeën van Larderel Energy iets zinnigs te doen bijzonder klein. Er zijn ontegenzeggelijk in theorie wel voordelen te behalen met geothermie. Dit heeft vooral te maken met de permanente beschikbaarheid, behoudens onderhoud van de installatie. Het grootste probleem zit hem in de onzekerheid met betrekking tot aardlagen op 2.000 á 3.000 meter diepte die voldoende waterdoordringend vermogen hebben. Proefboringen zijn duur en onzeker. Bovendien moeten meerdere warmtenetten naar verbruikers worden aangelegd, hetgeen ook een kostbare zaak is.

Ik zet hier puntsgewijs mijn bezwaren op een rij.

• Boorvergunningen aanvragen is eenvoudig, maar investeren is iets anders
• Te veel kostbare geothermieprojecten zijn mislukt, alleen in Duitsland bestaat iets
• Geothermie is niet altijd duurzaam (werkt slechts 20 á 30 jaar)
• Investeringskosten in boringen zijn bijzonder hoog (1,5 miljoen Euro per MW)
• Er mag niet geboord worden in drinkwaterwingebieden
• De aanleg duurt minimaal een jaar met veel geluidsoverlast en vrachtverkeer
• Er kan permanent lawaai van pompinstallaties hoorbaar zijn
• Voor distributie naar afnemers moeten warmtenetten worden aangelegd

Resumerend kun je stellen dat geothermie een aantrekkelijke oplossing zou kunnen zijn, redenerend vanuit de gedachte dat er relatief veel thermische energie gewonnen kan worden, die tevens gedurende enkele decennia, en bovendien het hele jaar door beschikbaar is.
Dit is een groot voordeel t.o.v. windmolens en zonnepanelen.
De basis van het systeem ligt in het beschikbaar zijn van geschikte aardlagen op bereikbare diepte. De kansen hierop schat ik erg laag in, gezien het feit dat deze technologie al heel lang bekend is en geothermie in de praktijk nauwelijks wordt toegepast.
Daarbij komen de enorme kosten die gemaakt moeten worden voor boringen in de aardkorst. Ook zijn er dan nog de aanlegkosten van meerdere warmtenetten tot aan de verbruikers.
Tenslotte is geothermie niet altijd duurzaam, omdat de warmtereservoirs uitgeput kunnen raken.

Hypothetische kostenvergelijking Geothermie vs. Zonnepanelen

Los van het feit dat het ontwikkelen van geothermie met grote investeringen en grote risico’s gepaard gaat, is het toch wel interessant om een kostenvergelijking te maken tussen een hypothetische geothermie-installatie en een zonneveld dat is bedekt met zonnepanelen. Het gaat hier om berekeningen van de grootste investeringskosten van beide installaties. Bij geothermie zijn dat de boringen, de pompen en warmtewisselaars. Bij zonnevelden worden de grootste investeringen gevormd door de prijs van de zonnepanelen.
Los daarvan zijn er grote verschillen in de implementatie van dergelijke systemen, zodat er alleen gesproken kan worden van een orde van grootte. Tevens is het van belang om op te merken dat het de toepassing van energie voor ruimteverwarming van woningen betreft.
De noodzaak van de aanleg van een warmtenet naar de woningen, zoals noodzakelijk bij geothermie, laat ik buiten beschouwing. Iets dergelijks geldt voor de oplossing met zonnepanelen, waarbij ik de investeringen voor warmtepompen buiten beschouwing laat. Dus ik vergelijk de thermische energie van geothermie met de elektrische energie van zonnepanelen t.b.v. ruimteverwarming.
Voor de vergelijking ga ik uit van een op te wekken vermogen van 30 MW.

Uitgangspunten
Geothermie vergt een investering van 1,5 miljoen Euro per MW (vuistregel)
Onderhoudskosten van geothermie bedragen 150.000 Euro per jaar (vuistregel)
Zonnepanelen hebben een opbrengst van 220 Wp per m2
Er wordt gerekend met een opgewekt vermogen van 30 MW met diepe geothermie (geen UDG)
Er wordt alleen rekening gehouden met energiebehoefte voor ruimteverwarming (dus niet huishoudelijk verbruik, verkeer en vervoer)
COP van warmtepomp wordt op factor 3 gesteld.

Geothermie:
Investering van 45 miljoen Euro en 150.000 Euro per jaar onderhoud.
Er wordt jaarlijks 260 GWh thermische energie opgewekt.
Het benodigd oppervlak voor de centrale bedraagt 2 ha.
Warmtelevering is voldoende voor 26.000 huishoudens (10 MWh per huishouden)
Resumerend: Geothermische warmtewinning op 2 ha grond voor 45 miljoen Euro, excl. warmtenet

Zonnepanelen
Ik ga uit van dezelfde hoeveelheid op te wekken warmte: 260 GWh.
Een zonnepaneel van 1 kWp levert jaarlijks 850 kWh.
De elektriciteit van de zonnepanelen wordt gebruikt om warmtepompen aan te drijven. Als deze een COP van 3 hebben, is een hoeveelheid elektrische energie van 260/3= 86 GWh voldoende.
Om aan 86 GWh te komen, is een geïnstalleerd vermogen van zonnepanelen nodig gelijk aan 86.000 / 0,85 = 100.000 kWp.
Vertaald naar zonnepanelen van 220 Wp per m2 wordt dit: 460.000 m2 ofwel 46 ha.
Als we daar extra grote panelen van 2 m2 voor gebruiken, zijn dat 230.000 zonnepanelen.
Deze zullen, met een kostprijs van 250 Euro per stuk een investering vergen van 58 miljoen Euro.
Resumerend: Zonnepanelen op 46 ha grond voor 58 miljoen Euro, geen warmtenet nodig

Conclusie
Het ontginnen van geothermische energie lijkt op deze manier goedkoper dan het toepassen van zonnepanelen. Echter moet met veel andere factoren rekening gehouden worden, waarvan waarschijnlijk de aanleg van een warmtenet de belangrijkste factor is.
Er moet o.a. gedacht worden aan de volgende factoren:
-De aanleg van een warmtenet naar gebruikers
-Gebruik van de warmte in zomerse maanden
-Beschikbaarheid zonne-energie gedurende perioden zonder zon
-Installaties voor conversie en transport van elektriciteit van zonnepanelen
-Grondgebruik
-Overlast bij aanleg
-Onderhoudskosten
-Geluidsoverlast
-Enz, enz

NB: Bovenstaande berekeningen zijn hypothetisch en hebben slechts zeer beperkte praktische waarde.