Aardwarmte

Verkennen

Fase 1 | Verkennen

Het transporteren van warmte is kostbaar en bovendien gaat er warmte verloren, het water koelt namelijk af. Daarom wordt aardwarmte bij voorkeur gewonnen in de omgeving waar het wordt gebruikt. Daarnaast moet de warmte ook uit de ondergrond te winnen zijn. Om te bepalen waar aardwarmte (technisch) winbaar is, onderzoekt een aardwarmtebedrijf de ondergrond. Het is een groot voordeel dat er in Nederland al veel kennis is over de (diepe) ondergrond. Dit komt omdat er in het verleden al veel onderzoek naar de diepe ondergrond is gedaan voor olie- en gaswinning. Al deze informatie is beschikbaar bij de Geologische Dienst Nederland (TNO) en kan door het aardwarmtebedrijf worden gebruikt in de verkenningsfase. 

Opsporen

Omgeving

Voor het geschikt maken van de locatie vinden bepaalde bouwactiviteiten plaats die in meer of mindere mate merkbaar zijn in de omgeving.

Activiteiten en ruimtebeslag

De opsporingsfase begint met het aanleggen van een vloeistofkerende laag van ongeveer een halve hectare groot. Verder komt er bij het terrein meestal ook een parkeerterrein en een bassin voor het opvangen van testwater. In totaal is de benodigde ruimte dan anderhalf hectare of meer. Voor diepere boringen, met meer materiaal, is meer ruimte nodig. Als er minder ruimte beschikbaar is, kan opslag van materialen (en parkeren en dergelijke)  op een plek in de buurt plaatsvinden. In de productiefase is het benodigde oppervlak uiteraard kleiner. Vaak wordt de putkelder voor de stevigheid van de put onderheid. Maar dat is niet altijd nodig, net als bij woningbouw is dit afhankelijk van de grondsoort ter plaatse. De materialen worden aangeleverd door vrachtwagen

Het boren en testen van de put

Als de locatie klaar is en de putkelder is geïnstalleerd, komt de boortoren. Sommige boortorens kunnen in één keer worden opgezet maar meestal duurt het een aantal dagen. Als de boortoren eenmaal staat, en alles is getest dan start het boren. Het boren van een geothermieput naar een diepte van 2.500 meter duurt gemiddeld twee maanden en gaat dag en nacht door. De boortoren is verlicht. Tijdens de boring wordt er nog materiaal aangeleverd zoals boorpijpen en boorspoeling. Boorspoeling is een vloeistof die helpt om het boorgat open te houden, het boorgruis afvoert en ook voor koeling zorgt. De boorspoeling wordt op de locatie schoongemaakt en grotendeels weer hergebruikt. Voor een gemiddelde put is 2.000 – 2.500 m3 boorspoeling nodig, daar zou je een olympisch zwembad mee kunnen vullen. Na het boren gaat de boorspoeling naar een afvalverwerker.  

Het boren zelf is hoorbaar, maar dit is tijdelijk. Het geluidsniveau moet binnen de wettelijke geluidsnormen blijven en wordt daarom gemeten. Waar nodig neemt het aardwarmtebedrijf maatregelen om geluidsoverlast te beperken, bijvoorbeeld het plaatsen van een wand of geluidsscherm.

Is de boring klaar en de put gereed, dan vinden tests plaats om te kijken of het waterreservoir geschikt is voor aardwarmtewinning. Het eerste opgepompte water noemen we testwater. Dit testwater is nog niet te benutten om warmte uit te winnen, omdat er nog geen installaties zijn gebouwd om de warmte uit het water te halen. Het testwater moet dus worden verwerkt. Dat kan op verschillende manieren: het testwater kan worden:

- geïnjecteerd in de put nadat het is gefilterd
- afgevoerd in tanks, waarna het wordt verwerkt
- opgevangen in een bassin en na verloop van tijd worden afgevoerd of geïnjecteerd
- verdampt, waarna de overgebleven stoffen worden afgevoerd.
- geloosd op het oppervlaktewater. Daarvoor is een lozingsvergunning nodig.

Het testwater wordt in ieder geval altijd geanalyseerd om te kijken welke stoffen erin zitten. Als het nodig is, vindt er eerst extra reiniging plaats.

Als de put voldoende water (en dus warmte) produceert, volgt het boren van een tweede put, de injectieput. Ook deze put wordt getest. Wanneer dit klaar is, wordt de boortoren verwijderd en start de aardwarmtewinning.

Tijdens de gehele opsporingsfase kan er dus voor de omgeving  overlast ontstaan door extra vrachtverkeer en bouwactiviteiten.  Er wordt zoveel mogelijk rekening gehouden met de plaatselijke omgeving en  voor alle bouwactiviteiten in Nederland gelden wetten en regels; zo is bijvoorbeeld bouwen tijdens het broedseizoen niet toegestaan en gelden er normen voor geluid en licht.

Veiligheid en milieu

Kan boren een aardbeving veroorzaken?

In onze ondergrond zijn van nature allerlei breukvlakken aanwezig. Tijdens het boren naar aardwarmte kan zo’n breukvlak als het ware ‘geactiveerd’ worden en dat kan leiden tot een trilling of aardbeving. De krachten die worden uitgeoefend tijdens het boren zijn van zichzelf zo klein, dat de kans dat dit tot een voelbare aardbeving leidt erg klein is. In gebieden waar meer breukvlakken aanwezig zijn moet extra worden opgelet. Hier wordt altijd rekening mee gehouden bij het ontwerp van de put én de locatiekeuze. SodM controleert de gegevens en het ontwerp. Meer informatie is te vinden in de factsheet Geothermie en Aardbevingen van het Platform Geothermie.

Kan er gas ontsnappen bij boringen?

Bij het boren van een put kan een olie- of gashoudend reservoir worden aangeboord dat onder hogere druk staat dan verwacht. Dit kan leiden tot ongewenste en ongecontroleerde uitstroom van olie of gas aan de oppervlakte (maaiveld). Dit heet een blow-out. Een blow-out is een bekend risico bij olie- en gaswinning. Om een blow-out te voorkomen wordt het boorgat gevuld met boorvloeistof  die voldoende tegendruk biedt en een blow-out voorkomt. Bovendien brengt men een automatisch werkende veiligheidsklep aan (blow-out preventer).

Kan grondwater verontreinigd worden bij het boren?

Voordat een boring plaats vindt, wordt een boorlocatie ingericht om mogelijke verontreiniging van het grondwater te voorkomen. Onderdeel van de boorlocatie is een vloeistofkerende laag, zodat vloeistoffen niet de grond in kunnen lopen. Op een plek op de boorlocatie maakt men met beton een zogenaamde putkelder. Daarin komt uiteindelijk het bovenste deel van de put te staan. Een putkelder zorgt voor een stevige basis waarvandaan de boring veilig kan plaatsvinden. Daarnaast zorgt het beton ervoor dat ook daar vloeistoffen niet de bodem in kunnen lekken. Vervolgens heit (of boort) de boorfirma een brede metalen buis in de grond waarbij de diepte afhankelijk is van de diepte van de drinkwaterlagen. In deze buis, de ’conductor casing’ komt de put. De buis wordt vastgezet in de grond met cement en schermt de drinkwater lagen af van het boorproces.

Kan grondwater verontreinigd worden bij het testen?

Zout testwater dat vrijkomt bij het testen van een geothermieput kan voor verontreiniging zorgen aan bodem, grond- en/of oppervlaktewater. Dit kan gebeuren door door onvoldoende beheersmaatregelen bij de opslag van dat testwater. Indien de juiste maatregelen worden genomen kan het water niet in de bodem terecht komen. Indien er wordt gemorst zal de vloeistofkerende laag op het terrein verontreinigingen voorkomen. Er moet daarnaast een aparte BARMM (Besluit algemene regels milieu mijnbouw) (Barmm) worden ingediend met een duidelijke einddatum voor de opslag van stoffen zoals testwater. Ook dienen er meerdere opties uitgewerkt te worden voor het op een milieuvriendelijke manier afvoeren en verwerken van het testwater.

Wat is stimuleren van een gesteente?

Als de doorlaatbaarheid van het gesteente te laag is kan na het boren stimulatie van het gesteente worden toegepast, dit kan hydraulisch (fracken) of chemisch (aanzuren). Bij fracken worden er haarscheurtjes gemaakt in het gesteente, bij aanzuren van kalksteen wordt er een deel van het gesteente opgelost. In beide gevallen verbetert de doorlaatbaarheid van het gesteente zodat het warme water er beter doorheen kan. Stimuleren kan op verschillende manieren, verschillende schaalgroottes, verschillende drukken en met verschillende vloeistoffen. Vloeistoffen die worden gebruikt tijdens het stimuleren moeten voldoen aan EU standaarden. Stimulatie is in Nederland op vrij grote schaal toegepast en er zijn geen incidenten opgetreden. Een risicoanalyse zal altijd uitgevoerd worden en het uitgangspunt hierbij is dat een techniek veilig en verantwoord moet zijn.

×

Winnen

Fase 3 | Winnen

Om aardwarmte te mogen winnen, zijn een winningsvergunning en een omgevingsvergunning nodig en ook een goedgekeurd winningsplan. Zodra deze zijn afgegeven, kan het aardwarmtebedrijf starten met de aardwarmtewinning.

Continu wordt warm water uit het reservoir via de put omhoog gepompt en door een warmtewisselaar gevoerd. De warmtewisselaar haalt de warmte uit het water. Deze warmte stroomt vervolgens via een ondergronds warmtenet naar kassen, bedrijven en woningen. Het afgekoelde water wordt via de tweede put weer terug in de oorspronkelijke aardlaag gepompt. De hoeveelheid te onttrekken warmte hangt af van de vraag, in de zomer is er minder warmte nodig, en vindt er dus minder winning plaats.

Bewaking van de installatie gebeurt meestal automatisch en op afstand. Er zijn eisen verbonden aan bijvoorbeeld visuele inspecties en het reageren op verstoringen en alarmen.

Men rekent erop dat een doublet ongeveer 30 jaar warmte kan leveren, en dat dan de productietemperatuur te veel gedaald kan zijn (door toestroming van kouder ‘injectiewater’) om nog efficiënt te kunnen produceren. Afhankelijk van de lokale ondergrondse situatie kan deze periode langer of korter zijn. Als de put niet langer voldoende produceert wordt de locatie in principe opgeruimd. Het is ook mogelijk om elders in de buurt een nieuwe productieput te slaan om de winning van aardwarmte voort te zetten.

 

Opruimen

Fase 4 | Opruimen

Als een locatie niet meer in gebruik is, moet het aardwarmtebedrijf deze opruimen. Het maakt daarvoor een sluitingsplan en een werkprogramma sluiting, met daarin een beschrijving van de uit te voeren activiteiten, een planning, wat er gebeurt met de materialen die worden afgevoerd en ook een beschrijving hoe het terrein wordt achtergelaten. In principe wordt de locatie ook bovengronds in oude staat hersteld, tenzij met de eigenaar andere afspraken worden gemaakt.