24
Stedebouw & Architectuur Duurzaam Bouwen
interview
Geothermie in u Geothermie in Nederland komt van de grond. De glastuinbouw gebruikt al enige jaren aardwarmte. Maar de gebouwde omgeving zit er nu aan te komen. In Den Haag is een eerste geothemieproject in een woonwijk in uitvoering. Peter Heijboer, DWA – Dream, nauw betrokken bij dit project en co-auteur van het onlangs uitgebrachte ‘Handboek geothermie in de gebouwde omgeving’ ziet een mooie toekomst weggelegd voor geothermie in Nederland. Wat is geothermie? “Geothermie is de warmte die zich op grote diepte onder de aardbodem bevindt. In de kern van de aarde is een gigantische hoeveelheid energie aanwezig. Deze warmte wordt geleidelijk naar het aardoppervlak gevoerd via onder andere geleidingsprocessen. Geothermische warmte (ofwel aardwarmte) is te benutten door grondwater uit waterdoorlatende zandlagen en poreuze steenlagen op te pompen. Een vuistregel is dat de bodemtemperatuur in Nederland ongeveer 31°C stijgt per kilometer diepte. Rekenend met een startwaarde van 10 graden Celsius op maaiveld houdt dit in dat op een diepte van 2.000 meter een temperatuur van circa 72 graden Celsius verwacht kan worden. Boringen naar 4 kilometer diepte kunnen warmte opleveren van 130 graden Celsius. Figuur 1 geeft een geothermiesysteem schematisch weer. Uit de onttrekkingsput wordt geothermische warmte onttrokken. Via warmtewisselaars kan deze warmte aan een warmtenet worden afgegeven. Het afgekoelde grondwater wordt vervolgens weer via de injectieput in de bodem teruggebracht.”
Waarom geothermie? “Geothermische warmte is een duurzame energiebron die aanzienlijk kan bijdragen aan de reductie van de CO2-emissie. Ten opzichte van de inzet van HR-ketels voor verwarmen van woningen en gebouwen zijn met de inzet van geothermie besparingen van 60 tot 70 procent haalbaar. Ter vergelijking: warmtepompsystemen behalen besparingen van 20 tot 30 procent.”
Is geothermie overal exploitabel te maken? “De beschikbaarheid van geothermische warmte varieert sterk per regio. Van de Nederlands ondergrond zijn veel gegevens bekend, dankzij de vele boringen en seismische metingen die voor gas- en oliewinning zijn gemaakt. Figuur 2 geeft een indicatie van de bodemtemperatuur op een diepte van 2.000 en 5.000 meter diepte. Naast een bruikbare bodemtemperatuur moeten voor het winnen van geothermische warmte ook geschikte zandlagen of gesteentetypes aanwezig zijn. Dit zal locatiespecifiek onderzocht moeten worden.”
Hoeveel woningen kan een geothermiesysteem verwarmen? “Voor de economisch haalbare toepassing van geothermie is voldoende schaalgrootte van de warmteafzet nodig. Eén geothermisch doublet (= één onttrekkings- en één injectieput) levert een brondebiet op van 100 tot 200 m³/h. Als vuistregel kan gesteld worden dat economisch gezien de optimale wijkgrootte voor toepassing van geothermiesystemen 3.000 á 4.000 woningen is. Ook bedrijventerreinen met een bebouwd oppervlak vanaf 150.000 vierkante meter kunnen interessant zijn.”
De glastuinbouw is voortrekker? “Tot op heden zijn de meeste geothermieprojecten in Nederland te vinden bij glastuinbouwbedrijven. De overweging daarbij is dat geothermie voor lange tijd garanties geeft op een stabiele warmteprijs. Dit in tegenstelling tot de al jaren stijgende gasprijs.”
Is geothermie iets anders dan WKO? “Benutting van geothermische warmte verschilt wezenlijk van de vele warmte-/koudeopslagsystemen (WKO) die inmiddels in Nederland toegepast worden. De brondiepte bij deze WKO systemen varieert van 40 tot 200 meter. Verder is het temperatuurniveau bij WKO meestal tussen de 8 en 20 graden Celsius.”
Hoe staat het met toepassing in de gebouwde omgeving? “De eerste toepassing van geothermie in de gebouwde omgeving vindt plaats in Den Haag Zuidwest. Het plan is om circa 4.000 woningen via stadsverwarming
Figuur 1. Principe van benutting van geothermie voor stadsverwarming.
te voorzien van geothermische warmte. De bronnen zijn inmiddels geboord tot een diepte van ruim twee kilometer. De te verwachten onttrekkingstemperatuur is 75 graden Celsius. Momenteel vindt de verdere in bedrijfstelling van het systeem plaats. In eerste instantie was het plan alleen nieuwbouwwoningen aan te sluiten. Door de teruglopende bouwsnelheid wordt momenteel overwogen ook bestaande woningen van geothermische warmte te voorzien.”
Welke partijen zijn betrokken bij het Haagse project? “De realisatie en exploitatie van dit project vindt plaats door Aardwarmte Den Haag VoF. De VoF bestaat uit zes partijen: drie woningcorporaties Vestia, Stadion en Haagwonen, gemeente Den Haag, Eneco en E.ON. DWA is betrokken geweest bij de economische analyses, het ontwerp en de aanbesteding.”
Waar liggen de kansen voor geothermie in de gebouwde omgeving? “Bij het verduurzamen van woonwijken is het de afweging welk type warmte-opwekker de beste resultaten geeft. Voor nieuwbouwwoningen is de trend ingezet dat de warmtevraag aanzienlijk daalt. In de komende jaren zullen nieuwe woningen steeds energiezuiniger worden door steeds betere schilisolatie, toepassing van drielaags glas, verbetering van kierdichting, etc. Een warmtevoorziening gebaseerd op collectieve warmtedistributienetten is in de toekomst voor nieuwbouwwoningen minder interessant, met
Stedebouw & Architectuur Duurzaam Bouwen
25
gebouwde omgeving name in wijken met lage bebouwingsdichtheid. Passiefhuis concepten met bijvoorbeeld warmtepompen zijn daar aantrekkelijker. Voor bestaande woningbouw kan stadsverwarming gebaseerd op geothermie juist wel perspectiefvol zijn. Bestaande bouw heeft gemiddeld genomen een 30-40 procent hogere warmtevraag dan de huidige nieuwbouw. En het potentieel is enorm: Nederland telt ruim zeven miljoen bestaande woningen. Veel gemeenten en woningcorporaties hebben energiebesparingsdoelen geformuleerd juist gericht op bestaande bouw. Met inzet van geothermie is een grote verduurzamingslag te maken. Naast geothermie als warmtebronnen, kunnen restwarmte uit de industrie of bio-energie vergelijkbare resultaten leveren. De beste kansen voor warmtenetten liggen in binnenstedelijk gebied met een hoge bebouwingsdichtheid. Dit zijn de gebieden waar woningcorporaties veel bezit hebben. Qua type bebouwing is het aansluiten van appartementencomplexen met collectieve ketels het meest aantrekkelijk, maar ook het aansluiten van complexen met individuele cv-ketels die aan vervanging toe zijn, is perspectiefvol.”
moeten worden, geeft dit een forse investering (grofweg e 25.000,-) die alleen bespreekbaar is bij grootschalige herstructurering. Route 2 ‘vergroenen’ blijkt veel kosteneffectiever en biedt daarmee kansen voor grootschalige uitrol. De investering van route 2 is bijvoorbeeld e 7.500 en de terugverdientijd ruwweg 19 jaar. Dit wordt bereikt door alleen de rendabele woningmaatregelen te nemen, zoals isolatieglas, spouwisolatie en vervolgens de warmte-opwekking te vergroenen. Vaak blijkt dat het halen van een label C of B financieel gezien nog wel haalbaar is. Juist de laatste stap naar label A of A+ is erg kostbaar. Groene stadsverwarming is dan kosteneffectiever dan bijvoorbeeld warmtepompen of zonneboilers. Indien bij latere herstructurering de gevel alsnog fors aangepakt kan worden, moet dat binnen route 2 vanzelfsprekend niet nagelaten worden. In het huidige berekeningsprogramma voor energielabels (EPA-W) is groene warmte, gebaseerd op geothermie, afvalwarmte, biomassa, et cetera nog niet opgenomen. Momenteel is nog niet bekend hoe hier in de toekomst door de landelijke overheid mee om wordt gegaan. Voor de hand liggend is dat dezelfde methodiek wordt genomen, zoals in de nieuwe berekeningsprogramma’s voor de nieuwbouw (de EPG en EMG) is vastgelegd.
Is geothermie financieel gezien interessant? “Het behalen van een reductie in CO2-emmissie met behulp van een groen warmtenet (met geothermie als warmtebron) is voor woningcorporaties ook financieel gezien interessant. Stel dat een woningcorporaties de ambitie heeft om woningen met energielabel F te verduurzamen naar een label A. Om dit te bereiken, zijn twee routes mogelijk: route 1 ‘besparen’ of route 2 ‘vergroenen’. Een labelsprong van F naar A via route 1 betekent dat vergaande woningmaatregelen nodig zijn, zoals het realiseren van een hoge isolatiewaarde voor de schil en beglazing, warmteterugwinning uit ventilatielucht, zonneboiler of warmtepompen et cetera. Zeker wanneer er veel aanpassingen aan de gevel gedaan
Is inpassing van warmtenetten in bestaande context complex? “De implementatie van warmtenetten in bestaande wijken is organisatorisch gezien behoorlijk complex, gezien de vele partijen en belangen. Noodzakelijk is bijvoorbeeld een coöperatieve houding van de gemeente, woningcorporaties en bewoners. Bij grote wijzigingen is bijvoorbeeld toestemming nodig van minimaal 70 procent van de woninghuurders. Om bewoners te motiveren zou een aantrekkelijke warmteprijs overwogen kunnen worden. Bijvoorbeeld door de indexatie van de warmteprijs los te koppelen van de sterk stijgende gasprijzen. Ook technisch gezien vraagt het aansluiten van bestaande bouw op warm-
tenetten maatwerk. Hoe is bijvoorbeeld het leidingwerk in bestaande straten en in de woningcomplexen inpasbaar? Het omschakelen naar kookgasabonnementen of elektrisch koken vraagt eveneens aandacht.”
Wat is de rol van de woningcorporaties, van gemeentes? “Voor de exploitant van het warmtenet is het daarentegen belangrijk dat de warmteafzet zich voldoende snel ontwikkelt. De voorinvesteringen in geothermiebronnen en de warmtenetten zijn fors, dus zullen er garanties moeten komen op voldoende inkomsten uit warmteverkoop. Juist woningcorporaties kunnen hierin sturend optreden via de planning van planmatig onderhoud en renovatiemomenten aan wooncomplexen. Om te komen tot een gedragen oplossing voor alle partijen is het van belang om met alle betrokkenen een dialoog aan te gaan op basis van transparantie. Gemeenten kunnen daarbij als spin in het ‘warmteweb’ fungeren.”
Wat is de toekomst van geothermie in Nederland? “Groene warmte, zoals geothermie, is de kans voor het verduurzamen van bestaand binnenstedelijk gebied. Geothermische bronnen die een temperatuur van minimaal 80 graden Celsius kunnen produceren, vergemakkelijken het aansluiten van bestaande woningen. Veel bestaande radiatoren zijn voornamelijk ontworpen op aanvoertemperaturen. Gezien de grote projectschaal die geothermie vraagt, zullen projecten alleen van de grond kunnen komen wanneer de gemeentelijke of provinciale overheid een sturende rol vervult.” t www.geothermie.nl
Figuur 2. Temperaturen in de Nederlandse ondergrond op 2.000 meter (links) en 5.000 meter diepte (rechts). Bron: www.thermogis.nl.
Meer weten? www.stedebouwarchitectuur.nl u Geothermie