Door: Joost Agterhoek, secretariaat BodemenergieNL
Nederland is niet duurzaam te verwarmen zonder significante groei van bodemenergie. Hoe de ondergrond slim, efficiënt en veilig te benutten is, kwam op het 3e Nationaal Congres Bodemenergie uitgebreid aan bod, met de nodige aandacht voor praktijkcases.
Met het Klimaatakkoord in aantocht, een Groningse gaskraan die langzaam dichtdraait en toenemende erkenning voor bodemenergie zal het aantal systemen in de ondiepe ondergrond in de nabije toekomst stevig groeien. Welke kansen en uitdagingen biedt dat voor ontwerpers, installateurs, beheerders en exploitanten? BodemenergieNL hield tijdens het 3e Nationaal Congres Bodemenergie georganiseerd door de Utrechtse Aardwetenschappen Vereniging een sessie om professionals en studenten antwoord te geven op deze vraag. Planning van systemen, interferentie tussen bronnen, correct afgedichte boringen en hoge temperatuur-opslag passeerden de revue. Ook praktijkervaringen werden gedeeld, van Nederland tot aan Japan.
Nieuwe systemen slim plannen
Als Nederlandse steden veel meer warmte uit de ondergrond willen halen, hoe is de aanleg van nieuwe systemen dan slim te plannen? KWR-onderzoeker Martin Bloemendal promoveerde onlangs op dit vraagstuk aan de TU Delft en deelt op het congres zijn bevindingen. Utrecht telt meer dan 50 drukke gebieden in de ondergrond, terwijl in heel Nederland zo’n 2500 WKO-systemen zijn gerealiseerd en een miljoen utiliteitsgebouwen staan, schetst Bloemendal. “Als nog geen 0,5 procent van deze utiliteitsgebouwen, die uitermate geschikt zijn voor WKO’s, zulke bodemenergiesystemen toepast en er nu al drukke gebieden in steden als Utrecht zijn, benutten we de ondergrondse ruimte dan wel op de juiste manier?”
Meer aandacht voor bronontwerp en dikte aquifers
Voor het onderzoek naar slimme WKO-planning analyseerde Bloemendal 24 plannen voor WKO’s en ontwierp een model om de duurzame impact en individuele efficiency van dergelijke systemen te testen met verschillende ondergronden en stedelijke gebieden. De plannen lieten zien dat er vooralsnog weinig drukte in de ondergrond is en over de planning van meerdere bronnen nauwelijks wordt nagedacht. Bloemendals model toont aan dat als minder dan 25 procent van de ondergrond wordt benut, planning van systemen niet nodig is. Van belang daarbij is wel de dikte van de watervoerende laag, oftewel aquifer, en de sterkte van de grondwaterstroming: hoe dunner de aquifer en hoe meer stroming, hoe belangrijker regie op de aanleg van systemen wordt. Meer aandacht voor bronontwerp en aquifer-diktes is dan ook noodzakelijk voor toekomstige WKO’s in drukke stedelijke gebieden, besluit Bloemendal.
Interferentie gesloten systemen in kaart brengen
Meer ‘buren’ kan minder rendement voor bodemenergiesystemen betekenen, merkt Bloemendal op. Hoe dat zit bij gesloten systemen heeft Henk Witte van Groenholland op het congres toegelicht. Om doelmatig gebruik van de bodem te bevorderen en daarmee tegemoet te komen aan veranderende regelgeving voor bodemenergie, ontwikkelde Groenholland in opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Milieu een methode om interferentie in kaart te brengen. Wat is het effect van het ene systeem op het andere in een inteferentiegebied en wat betekent dat voor de planmatige ontwikkeling? Dat moet ontwerponafhankelijk en zonder ingewikkelde formules of geavanceerde software te berekenen zijn door bevoegde gezagen, vertelt Witte over de klus.
Energetisch verkavelen
Om aan al die eisen te voldoen ontwikkelde Groenholland de zogeheten lijnbronmethode, die gekenmerkt wordt door één centraal uitgangspunt: “Ik hoef niet te weten wat mijn warmtewisselaar doet, maar kijk alleen naar het effect op de wisselaar van de buren en andersom”, vat Witte het samen. Bevoegde gezagen kunnen met de methode aan alle vergunningsplichtige bodemenergiebedrijven in een interferentiegebied eisen stellen over temperatuureffecten, wijst Witte aan als toepassingsvoorbeeld. Ook kan met de methode de ondergrond “energetisch verkaveld worden”, zoals nu gebeurt in de Goesse nieuwbouwwijk Mannee. Alle 363 bouwkavels in deze wijk worden gerealiseerd met een bodemenergiesysteem. GroenHolland blijft de lijnbronmethode voor deze en andere toepassingen uitdiepen. In samenwerking met TU Delft en Deltares worden betere modellen ontwikkeld en gevalideerd met metingen.
Boringen correct afdichten is vakwerk
Meer bodemenergie betekent ook meer bronboringen en dat vereist vakwerk, benadrukt Ton Timmermans van Terratech tijdens de BodemenergieNL-sessie. Boorgaten van open systemen correct afdichten voorkomt verzakkingen van putten en beschermt het grondwater door het bodemprofiel achter te laten zoals bedrijven het aantreffen. Daarom zijn er wettelijke voorschriften en eisen gesteld (BRL-protocollen 2101 en 11.001) aan werkwijze en aan materialen. Daarnaast zijn er detectiemogelijkheden om te controleren of putten goed worden afgedicht. Bij dit alles is de werkwijze verreweg de belangrijkste factor, laat onderzoek naar de aanleg van zowel open als gesloten systemen zien.
Om de ondergrond van een boring te peilen, het gat aan te vullen en te detecteren of dat goed verloopt, bestaan technieken die zich in de praktijk hebben bewezen. Boorbedrijven dienen deze technieken alleen wel correct uit te voeren, stelt Timmermans. Op een vraag uit het publiek hoe deze kwaliteit te garanderen is nu het aantal bodemenergiesystemen gaat toenemen zegt Timmermans dat dit een cultuuromslag vergt. “Boorbedrijven zeggen nu trots, we hebben zoveel meter geboord of zoveel booropstellingen staan. Niet dat ze die boormeters goed hebben afgevuld. We moeten gaan voor kwaliteit, voordat we gaan voor grote aantallen.”
Nut en noodzaak van hogetemperatuuropslag
Parallel aan de sessie van BodemenergieNL over opslag werd op het 3e Nationaal Congres Bodemenergie een sessie over productie (geothermie) gehouden. Met een presentatie over hoge temperatuuropslag (HTO) in de ondergrond slaat Joris Koornneef van TNO een spreekwoordelijke brug tussen diepe en ondiepe bodemenergie. Waarom HTO in de mix van thermische energie niet mag ontbreken, heeft volgens Koornneef te maken met efficiënt warmtegebruik. “Restwarmte is slimmer te benutten, er ontstaat meer flexibiliteit in een warmtenet, de leveringszekerheid wordt groter en we gebruiken de infrastructuur beter. Als een HTO-systeem een deel van de capaciteit van een net op zich kan nemen, is er ofwel minder infrastructuur nodig ofwel zijn meer huishoudens met dezelfde infrastructuur te verwarmen.”
Om HTO op te schalen in de gebouwde omgeving is nog wel innovatie nodig en daarom onderzoekt TNO nu optimale ontwerpen van HTO-systemen en hoe ze het beste passen in warmtenetten, om vervolgens toe te werken naar een te monitoren demonstratieproject.
Bodemenergie als Assepoester
Met deze kansen en uitdagingen in de ondergrond duidelijk voor ogen legt BodemenergieNL aan de hand van een viertal stellingen de bal bij de volle zaal studenten en professionals. Hoe zien zij de toekomst van bodemenergie voor zich? Met een stelling die bodemenergie beschrijft als ‘de Assepoester van de verduurzaming van gebouwen, wachtend op het koningsbal’, is bijna 70 procent het eens. Bodemenergie is immers letterlijk niet zichtbaar, klinkt het vanuit de zaal: de sector zou het meer in het zicht van de burger moeten brengen.
Een aansluitende stelling dat ‘bodemenergie slecht te marketen is en dringend een catchy tag line nodig heeft’ wordt echter door 52 procent van de zaal tegengesproken. En een stelling die voorspelt dat ‘bodemenergie in de competitie om ruimte in de bodem het uiteindelijk zal afleggen tegen bodembescherming’ krijgt 74 procent van de zaal tegen.
Uiteraard is dit een grote uitdaging voor de branche, die altijd moet streven naar een duurzame co-existentie, zegt de een. Maar een praktijkvoorbeeld als de provincie Gelderland laat zien dat dit in de praktijk al lukt, zegt de ander: “Daar komen de twee belangen en visies van bodemenergie en bodembescherming daadwerkelijk bij elkaar.”