Aardwarmte


Aardwarmte of geothermie is energie dat ontstaat door temperatuurverschil tussen het aardoppervlak en (diep) in de aarde gelegen warmtereservoirs. Aardwarmte kan zowel direct gebruikt worden, bijvoorbeeld om te verwarmen of te koelen, of voor het opwekken van elektrische stroom.

Elektriciteit productie

Bij het produceren van elektriciteit wordt water, van minstens 100 *C uit de grond gepompt en wordt vervolgens gebruikt om een stoomturbine aan te drijven (Aardwarmtew).
Naarmate er dieper in de aardkorst wordt geboord, hoe meer de temperatuur stijgt. Over het algemeen stijgt de temperatuur 35 tot 40 *C per kilometer (Geothermw), plekken waar de temperatuurstijging sterk afwijkt van de normale stijging worden warmteanomalieën genoemd. Vooral warmteanomalieën met een veel hogere temperatuur zijn interessant voor geothermie.
In vulkanische gebieden, zoals in IJsland, zijn warmteanomalieën op geringe diepte aan te treffen, en worden wereldwijd gebruikt voor stroomopwekking. In figuur 1 staan de top 5 landen die geothermie gebruiken voor het opwekken van energie.


Figuur 1. Top 5 landen met Geothermie. (bron: Wikimedia Commons)

Ondiepe bodemenergie

Voor het verwarmen of koelen van huizen, kassen en kantoren wordt ondiepe bodemsystemen gebruikt. Bij ondiepe bodemenergie kan onderscheid gemaakt worden tussen enerzijds onttrekking van warmte in de winter en anderzijds onttrekking van koude in de zomer. Grondwater wordt op een diepte tussen de 20 en 300 meter gewonnen. In de zomer wordt dit grondwater van tussen de 5 en 10 graden gebruikt om een gebouw te koelen. Na het koelen is dit water opgewarmd tot tussen de 10 en 15 graden en wordt het water op een andere plek weer in de grond op een vergelijkbare diepte teruggepompt.
In de winter wordt verwarmt water opgepompt en gebruikt om te verwarmen, waarna het afgekoelde water weer terug de bodem in gaat.
Ondiepe bodemenergie wordt ook warmte/ koudeopslag genoemd (CBS 2011.)

Meestal wordt het warme water niet direct gebruikt voor verwarming maar wordt het water gebruikt in een warmtepomp. De warmtepomp zorgt ervoor dat de relatief lage temperatuur van het water uit de bodem, op een hoge temperatuur gebracht wordt, zie figuur 2. Waterpompen kunnen ook dienst doen als koelmachine, in dat geval wordt koud water gebruikt voor koeling. Het principe van de warmtepomp wordt bij koeling omgedraaid. In de module TB242E wordt er dieper ingegaan op de werking van de warmtepomp.

Verschillende opslag systemen

Binnen de ondiepe bodemenergie kan onderscheid worden gemaakt tussen twee type systemen, open en gesloten systemen. In figuur 2 zijn de twee systemen schematisch weergegeven.


Figuur 2. Warmtekoudeopslagsystemen. Boven: open. Onder: gesloten. Bron: Soilpediaw

Bij open systemen wordt grondwater uit de bodem naar de oppervlakte gepompt en gebruikt in een warmtepomp. Bij een gesloten systeem worden buizen ingebracht tot een diepte van 50 tot 100 m. In deze buizen stroomt een vloeistof die wordt opgewarmd of gekoeld via de wand van de buis.

Om aantasting van de bodemkwaliteit te voorkomen bevat het Wijzigingsbesluit bodemenergiesystemen uniforme voorschriften voor alle bodemenergiesystemen. Deze hebben betrekking op energiebalans, retourtemperatuur, interferentie, circulatievloeistof, buitengebruikstelling en monitoring (Rijkswaterstaat 2013). Hierin is ook bepaald dat de afkoeling van het grondwater met een paar graden acceptabel is, er is alleen vereist dat een per vijf jaar een eventueel warmteoverschot moet zijn weggewerkt.

In 2010 waren er 1500 open bodemenergiesystemen gerealiseerd en circa 40.000 gesloten systemen aanwezig (Cahier 2012)

Bronnen

CBS 2011, Centraal Bureau van de Statistiek. (2011). Hernieuwbare energie in Nederland. Den Haag, Nederland: Tuijtel
Cahier 2012, Boer, S., Dinkla. I., Drijver, B., Hartog, B., Koeders, M., Marhijssen, H. (2012). Meer met bodemenergie. skb
Rijkswaterstaat 2013, Rijkswaterstaat, Wet- en regelgeving bodemenergie, geraadpleegd 20 januari 2016

Laatste wijziging: 08-02-2016
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.