In Middenmeer is een systeem voor hoge temperatuur opslag operationeel. Dit systeem van ‘Ennatuurlijk Aardwarmte’, waarin warm water met een temperatuur tot 85°C wordt opgeslagen, is uniek in de wereld. Mariëlle Koenen, research coördinator bij Geologische Dienst Nederland (onderdeel van TNO), vertelt hoe deze technologie van hoge(re) temperatuur opslag in de ondergrond afgelopen jaren flink is gegroeid. “HTO* kan een hele belangrijke rol spelen in de warmtetransitie. De uitdaging is een brug slaan tussen alle partijen die hierbij betrokken zijn.
Mariëlle Koenen, eigen foto
Toen de opslag van hogere temperatuur warmte in de ondergrond een relatief opkomende technologie was, raakte Mariëlle Koenen betrokken bij deze technologie. HTO is een variant op open-bodemenergiesystemen (OBES) waarbij (overtollige) warmte tijdelijk wordt opgeslagen in de ondergrond. “Bij fossiele energie kun je heel snel op- en afschalen. Vraag en aanbod is dus makkelijker op elkaar af te stemmen. Bij duurzame bronnen kan dat niet. Of je hebt een constant aanbod, zoals bij geothermie of het aanbod fluctueert enorm zoals bij zon en wind. Opslag van warmte is hoe dan ook waardevol. Het helpt om vraag en aanbod van duurzame energie beter op elkaar af te stemmen, want in de zomer is er altijd warmte genoeg en in de winter te kort.”
Lekker warm en genoeg voor een hele wijk
Mariëlle Koenen legt uit dat het bij hogere temperatuur warmteopslag gaat om de opslag van warmte met een temperatuur tussen de 25 en 90C, afhankelijk van beschikbare bronnen, ondergrond mogelijkheden en gewenste temperatuurniveau van de afnemers. “Bij HTO gaat het over een grote hoeveelheid warmte, minimaal 5 tot wel meer dan 30 GWh (zo’n 200.000 tot 1.000.000 kuub water). Dat levert een flinke bijdrage aan de jaarverwarming op wijkniveau of het gebruik in kassen. Voor hoge temperatuur opslag worden zandlagen op een diepte tot 500 meter benut. Je hebt dan (minimaal) twee putten nodig: een voor koud(er) water en een voor heet water. In de zomer pomp je koud water omhoog en injecteer je heet water, in de winter keer je de richting om en benut je het warme water bijvoorbeeld voor duurzame verwarming van gebouwen.”
Verschil en combinatie met andere technologieën
“Als je kijkt naar diepe geothermie dan is de temperatuur wel veel hoger, maar zo’n systeem is vele malen duurder. Neemt niet weg dat de combinatie van HTO met diepe geothermie zeer interessant is. Overtollige warmte kan in de zomer opgeslagen worden in het HTO-systeem. Net als bij power-to-heat, waarbij overtollige, duurzaam opgewekte elektriciteit in de zomer wordt omgezet in warmte om op te slaan. Een ander alternatief is geëlektrificeerde warmte zoals warmte van gesloten bodemenergiesystemen. Deze systemen zijn kleinschaliger dan HTO-systemen en je bent dan afhankelijk van stroom voor de warmtepomp.”
“Hoge temperatuur opslag moet je integreren in energiesystemen en dan biedt het veel potentie.”
Onderzoek
Het onderzoek dat de Geologische Dienst Nederland doet naar HTO richt zich grotendeels op drie facetten. “Allereerst onderzoeken we waar je HTO kunt toepassen. Dus bij welke ondergrondcondities en op welke locaties. We kijken naar zandlagen in combinatie met bovenliggende kleilagen die het verlies van warmte beperken.” Data en modellen van de ondergrond spelen daarin een belangrijke rol. “Sinds kort kun je op ThermoGIS.nl naast potentiële locaties voor geothermie ook kansrijke locaties voor HTO opzoeken. Daarnaast richt ons onderzoek zich op de technische kant: hoe kun je systemen voor gebruikers optimaliseren en zo efficiënt en goedkoop mogelijk inzetten.” Systeemintegratie speelt daarbij een belangrijke rol. “We verwachten dat warmte en elektriciteit in de toekomst gecombineerd moeten worden om flexibel vraag en aanbod op elkaar af te stemmen.” Het derde aspect richt zich op milieu-impact. “Zo doen we momenteel veel metingen in Middenmeer naar ondergrondse temperatuuruitstraling en we doen chemische en microbiologische analyses. We kijken onder welke condities HTO mogelijk is en bijvoorbeeld geen negatieve impact heeft op grondwaterkwaliteit. Dit is belangrijk voor het versnellen van vergunningverlening.”
“Kansrijk voor energietransitie”
“Het gaat bij HTO om complex onderzoek waar veel componenten samenkomen. De veelzijdigheid van TNO biedt daarbij extra mogelijkheden. Bovendien heb je te maken met veel stakeholders. De uitdaging is een brug slaan tussen alle betrokken partijen. Samen dragen we op die manier bij aan de oplossing van maatschappelijke vraagstukken. HTO is enorm interessant en kansrijk voor de energietransitie. Door de flexibele opslag van grote hoeveelheden warmte op hoge temperatuur kan deze technologie een belangrijke rol spelen in het matchen van vraag en aanbod van warmte. Het is belangrijk om dat goed kenbaar te maken. Ik hoop dat het ons met z’n allen lukt om met HTO bij te dragen aan de verduurzaming van onze energievoorziening.”
