Ultradiepe Geothermie

Principe
Geothermie bij een diepte van 4 kilometer of meer wordt ultradiepe geothermie genoemd. Vanuit één boorlocatie worden twee bronnen, een onttrekkingsbron/productieput (voor de aanvoerleiding) en een infiltratiebron/injectieput (voor de retourleiding), geboord. Beide bronnen/putten samen heten een doublet. Om kortsluiting te voorkomen liggen deze twee bronnen circa 3 km van elkaar.

Temperatuur
Het grondwater heeft een temperatuur van circa 165°C op een diepte van circa 5 kilometer.

Potentieel
De ideale warmteprojecten voor geothermie hebben een omvang waarbij ongeveer 4.000 tot 8.000 woningen aangesloten kunnen worden. Bij een geschikte ondergrond, is meer water op te pompen en loopt het vermogen en het aantal aan te sluiten woningen op. Een voorbeeld: bij een kleine bron van circa 7 MW kunnen ongeveer 4.000 woningen worden aangesloten, bij een grotere bron van circa 20 MW ongeveer 10.000 woningen.

Minimale schaalgrootte
Om een geothermische bron technisch/economisch te ontwikkelen zijn relatief veel aansluitingen nodig, circa 10.000 woningequivalenten.

Ontwikkelkansen binnen 5 jaar
De mogelijkheden voor ultradiepe geothermie dienen seismologisch te worden onderzocht. Het onderzoek-ontwikkeling-vergunning-realisatie traject vergt een termijn van minimaal 5 à 10 jaar.

Ontwikkelkansen over meer dan 5 jaar
Op basis van de resultaten het seismologisch onderzoek, verwacht in de loop van 2020, zal er meer bekend worden over de ontwikkelkansen op langere termijn.

Flexibiliteit in bedrijfsvoering
De capaciteitsregeling (sturen op de hoeveelheid water) van een geothermisch bron is beperkt en reageert traag. De piekvraag wordt geleverd door een gasketel. Hierdoor is het systeem als geheel goed regelbaar met betrekking tot de afstelling van de warmtevraag en warmteproductie. Voor een economische goede bedrijfsvoering zijn veel woningequivalenten nodig. Een maximale uitkoeling van de geothermische bron is van economisch belang, de kosten per m³ water gaan hiermee omlaag.

Duurzaamheid
Geothermie is een hernieuwbare energiebron: de energie uit de bron wordt voortdurend vervangen doordat het water telkens wordt opgewarmd. De warmte uit de bron is CO₂-vrij.  De warmte uit de geothermische bron is 100% duurzaam, er is alleen pompenergie (elektriciteit) nodig. Hiernaast is een hulpketel nodig om de piekwarmtevraag in de winter te dekken – meestal circa 20% van de warmtevraag. Nu is dat over het algemeen een ketel op aardgas. Ten slotte komt vaak aardgas mee bij het oppompen van het water. Dat gas moet worden opgevangen en is bruikbaar voor verwarmen, maar het leidt wel tot CO₂-uitstoot. Eventueel is dit gas met het retourwater terug in de bodem te voeren.

Na 30 tot 40 jaar komt in de ondergrond het teruggepompte koude water bij de plek waar het warme water opgepompt wordt. De temperatuur van het water gaat dan dalen.  Hiermee is nog weinig ervaring. Dit hoeft geen probleem te zijn, soms is op een andere plek nog voldoende warmte te winnen. Verder kan het opgepompte water erg zout zijn. Ondanks dat er veel maatregelen genomen worden blijft er een kans op vervuiling van het grondwater.

Bij geothermie wordt water opgepompt uit een reservoir. Nadat het water door een warmtewisselaar is gegaan wordt het opgepompte water meteen weer geïnjecteerd in dezelfde aardlaag. Hierdoor blijven de volumeverschillen in het reservoir over het algemeen klein en is er geen bodemdaling. Bij het terugpompen van water in de buurt van ondergrondse ‘actieve breuken’ is er een seismisch risico. Het seismisch risico is laag voor projecten die produceren uit goed doorlatende lagen die wegblijven van actieve breukzones. In actieve breukzones is meer onderzoek verplicht. Vanuit maatschappelijk draagvlak is het risico op aardbevingen nog een aandachtspunt.

Ruimtebeslag
Er is een bovengrondse ruimte nodig voor de geothermische centrale en warmtecentrale. Gewoonlijk is een boorlocatie ongeveer 1 tot 1,5 hectare groot, wat overeenkomt met 2 à 3 voetbalvelden. Als de installatie eenmaal staat neemt een geothermiebron ongeveer een half voetbalveld aan oppervlakte in beslag.