Ultra-Diepe Geothermie: CO2 vrije warmte voor woningen en gebouwen

In samenwerking met de Universiteit Utrecht deed HermandDeGroot ingenieurs onderzoek naar de grootste voordelen van Ultra-Diepe Geothermie (UDG) ten opzichte van alternatieve energiebronnen. Ook de effecten op de Nederlandse economie werden onderzocht. Wat kwam uit dit onderzoek naar voren?

Onze fossiele brandstoffen raken op en bij de verbranding ervan komt veel CO2 vrij, één van de grootste veroorzakers van het broeikaseffect. Daarom moeten we overschakelen op energiebronnen die niet uitgeput raken en CO2-vrij zijn: het doel van het Nederlandse concept-Klimaatakkoord is om de uitstoot van dit broeikasgas al in 2030 gehalveerd te hebben. De omschakeling naar duurzame bronnen van energie noemen we ook wel de ‘energietransitie’.

Wat is Ultra-Diepe Geothermie?
Diep onder de grond is het heel erg warm. Met Ultra-Diepe Geothermie wordt die warmte opgepompt en omgezet in CO2-vrije elektriciteit. Daarna blijft er restwarmte over met zo’n hoge temperatuur dat er gebouwen mee kunnen worden verwarmd door middel van een warmtenet. Een warmtenet kan worden vergeleken met centrale verwarming, maar dan op het niveau van een wijk of zelfs een hele stad.

Constante bron van elektriciteit en warmte
Bij duurzame energie wordt meestal eerst aan zonne-energie of windmolens gedacht. Het nadeel van deze energiebronnen is dat ze afhankelijk van het weer zijn. Ultra-Diepe Geothermie is een constante energiebron waarmee 95 procent van het jaar energie wordt opgewekt. Ter vergelijking: met windenergie kan slechts 34 procent en 26 procent (respectievelijk op zee en op land) van het jaar energie worden opgewekt en met zonne-energie zelfs maar 8,7 procent. Ook schommelingen in de vraag naar elektriciteit en warmte kunnen met UDG worden opgevangen, omdat er afhankelijk van de vraag gekozen kan worden om minder elektriciteit en meer warmte te produceren of juist andersom.

Ultra-Diepe Geothermie is CO2-vrij
De klimaatverandering die met de uitstoot van CO2 gepaard gaat brengt kosten met zich mee voor de maatschappij. Denk hierbij aan waterschade door piekbuien, het uitsterven van planten en bomen door temperatuurstijging en mislukte oogsten door extreme Powered by www.hermandegroot.nl 2/3 weersomstandigheden. Deze maatschappelijke kosten zijn in een onderzoek van het Amerikaanse Stanford University op zo’n 195 euro per ton CO2-uitstoot vastgesteld (Moore en Diaz, 2015). De opwekking van elektriciteit met UDG is CO2-vrij. De enige uitstoot van CO2 gaat gepaard met de levenscyclus van de geothermiecentrale zelf: er moeten immers putten worden geboord, de centrale moet worden gebouwd en onderhouden en uiteindelijk moet alles ooit weer gesloopt of gerenoveerd worden. De hoeveelheid CO2-uitstoot die hierbij komt kijken is echter verwaarloosbaar en kan geminimaliseerd worden door hergebruik van materialen. In vergelijking met andere elektriciteitsbronnen scoren alleen wind- en kernenergie lager op CO2-uitstoot en maatschappelijke kosten.
UDG is niet alleen een bron van elektriciteit, maar ook van warmte. Omdat deze warmte in feite een restproduct is, wordt hier geen CO2-uitstoot aan toegekend: alle CO2 die vrijkomt wordt toebedeeld aan de elektriciteitsproductie. Dit maakt UDG het enige CO2-vrije alternatief in vergelijking met andere warmtebronnen. Opvallend in de vergelijking is dat de warmtepomp, die vaak als duurzame vervanger voor de HRketel wordt genoemd, een hoge CO2-uitstoot heeft. Dit is te wijten aan het flinke elektriciteitsverbruik en het feit dat er een hoge mate van isolatie en vaak ook vloerverwarming nodig is om de warmtepomp effectief te kunnen laten verwarmen. Zowel voor elektriciteit als warmte leidt een geothermiecentrale dus tot grote besparingen in CO2-uitstoot en de daarmee gepaard gaande maatschappelijke kosten.

Onafhankelijkheid van het buitenland
Op dit moment is Nederland zeer afhankelijk van de elektriciteit uit het buitenland. Daardoor hebben we een slechte onderhandelingspositie en betalen we een hoge prijs voor elektriciteit. Deze positie zal alleen maar verslechteren als we ons moeten focussen op zon- en windenergie. Om ervoor te zorgen dat we geen energie uit het buitenland in hoeven te kopen is UDG als constante bron van elektriciteit onmisbaar.
Ook de vraag naar gas kan flink worden verlaagd dankzij UDG: met de restwarmte kunnen op grote schaal gebouwen verwarmd worden via een warmtenet. Dankzij de hoge temperatuur van de warmtetoevoer is dit ook voor minder goed geïsoleerde gebouwen een geschikte oplossing.

Beproefde methode
Ultra-Diepe Geothermie is niet nieuw, maar wordt over de hele wereld al succesvol toegepast. Een mooi voorbeeld hiervan is München, waar in 2040 de hele stad door middel van UDG van elektriciteit en warmte zal worden voorzien. De reden dat we UDG in Nederland nog niet hebben toegepast, is omdat we altijd op een aardgasbel hebben geleefd. Er was dus geen behoefte aan andere energiebronnen. Maar nu we overstappen op duurzame bronnen zonder CO2-uitstoot, is het tijd om Ultra-Diepe Geothermie ook in Nederland te introduceren.

De klok tikt door…
Het streven van het Nederlandse concept-Klimaatakkoord is dat al in 2030 minstens 70 procent van de elektriciteit uit duurzame bronnen wordt opgewekt en dat de CO2-uitstoot met 49 procent is verminderd. UDG heeft een grote potentie voor de omschakeling naar duurzame en CO2-vrije energie: het kan een relatief zeer grote bijdrage aan de nationale elektriciteits- en warmtebehoefte leveren, aangevuld met andere duurzame bronnen als waterstof, restwarmte en biomassa. Waar wachten we nog op?