Het winnen van de warmte uit de aardbodem is uit oogpunt van duurzaamheid een aantrekkelijke techniek. Maar zeker bij diepe aardwarmte installaties zijn er forse investeringen noodzakelijk, terwijl er vele onzekere factoren een rol spelen. Toch liggen er nog veel kansen om in Nederland aan de slag te gaan. Belangrijke vraag: hoe krijg je de financiering rond?
Rijkert Knoppers in Gawalo 4 mei 2020
Een van de grootste voormalige industriële complexen van Nederland, de Meelfabriek in Leiden, krijgt een volledig nieuwe bestemming. Op het 5.000 vierkante meter terrein van de in 1988 gesloten fabriek vindt sinds 2012 de renovatie plaats van de 13 oude fabrieksgebouwen, die ruimte moeten gaan bieden voor appartementen, studentenwoningen, kantoren en zelfs een hotel. “De Meelfabriek staat te boek als schoolvoorbeeld van innovatieve gebiedsontwikkeling met respect voor monumentaal erfgoed en grote aandacht voor duurzaamheid.” aldus de website van De Meelfabriek. Een van de duurzame technieken bij dit gebouwencomplex is het gebruik van ondiepe aardwarmte uit een diepte van 250 meter. Het gaat hierbij om een gesloten systeem, door het laten circuleren van een werkvloeistof stijgt de temperatuur hiervan met enkele graden dankzij de vrij constante bodemtemperatuur van 12 tot 15 graden. Aan de oppervlakte vindt de uitwisseling plaats van de warmte van de werkvloeistof met een boiler. Dankzij de inzet van een warmtepomp ontstaat er in de boiler een temperatuur van 50 tot 55 graden, voldoende om in de gebouwen warmte te leveren voor de vloerverwarming of voor tap- en douchewater. ‘Het aardwarmtesysteem voor het hier gevestigde monumentale kantoor werkt al twee jaar, en dat zonder het gebruik van aardgas,’ vertelt Kees van Leeuwen, senior projectleider bij Burg Installatietechniek. ‘De installatie van het Molengebouw/Riffellokaal met 32 aangesloten warmtepompen zijn we nu aan het testen en bijstellen, deze gaat naar verwachting eind maart in werking.’ Burg Installatietechniek is al sinds een jaar of twintig jaar actief met aardwarmte, dit tot een diepte van ongeveer 200 meter.
Het winnen van warmte uit de aardbodem klinkt mooi, zeker uit oogpunt van duurzaamheid, maar een belangrijke vraag is natuurlijk wat dit allemaal moet gaan kosten. Wat zijn straks de verwarmingskosten voor de bewoners en gebruikers van de gebouwen, wat is de terugverdientijd, hoe zit het met de onderhoudskosten. ‘Als het gaat om de toepassing van de aardwarmte-installatie bij een woning, hangt het natuurlijk er ook vanaf hoe de bewoners de woning gebruiken,’ aldus Van Leeuwen. ‘Een gemiddeld appartement zal voor zowel verwarmen, koelen en tapwaterverwarming per jaar ongeveer 3.000 kWh gebruiken. Het berekenen van de terugverdientijd is lastig, het ligt er maar net aan waar je het mee vergelijkt. Maar in het algemeen kan je bij een aardwarmte-installatie met warmtepomp rekenen op een terugverdientijd van ongeveer 12 jaar.’
Is er ook nog subsidie beschikbaar? ‘Vanuit de Stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie SDE+ is er financiële ondersteuning voor de warmtepompen en er is subsidie voor het totale systeem in het kader van de Energie Investeringsaftrek,’ aldus Van Leeuwen. ‘Die regelingen veranderen jaarlijks, maar er zijn zeker subsidiemogelijkheden.’
Geen eenduidigheid
Op internet zijn diverse berekeningen te vinden over geothermie-systemen. In het geval van ondiepe aardwarmte wijst het in Oosterwolde, Gelderland gevestigde Van ’t Hof Grondboringen erop dat de kosten afhankelijk zijn van diverse factoren, zoals de bodemsamenstelling: in bijvoorbeeld kleigrond zijn er meer lussen in de grond nodig dan in zandgrond. Uiteraard speelt de grootte van de woning of pand een rol, als ook de vraag, of het systeem ook een functie krijgt om in de zomer te koelen.
In meer algemene termen stelt Duratherm uit Elburg, dat de aanleg van een aardwarmtesysteem inclusief warmtepomp bij een woning ongeveer € 19.100,- kost, exclusief de subsidies. De meerprijs van het aardwarmtesysteem ten opzichte van een combiketel is € 16.800,-. Bij een jaarlijkse besparing van € 1.280,- is de terugverdienperiode 13,1 jaar.
MergenMetz B.V. uit Doorwerth komt ongeveer op dezelfde investering uit. ‘De kosten voor de aanleg van de aardwarmte-installatie bedragen ca. € 20.000 euro, exclusief subsidie, vloerverwarming, inclusief bronboring, aanleg enz.).’ Verschillende bronnen wijzen er in dit verband op, dat een cv-installatie slechts ongeveer 15 jaar meegaat, terwijl een aardwarmte-installatie 20 tot 30 jaar blijft functioneren.
Inschatten opbrengsten
Maar het berekenen van diepe aardwarmteprojecten, met dieptes van enkele kilometers, zouden wel eens moeilijker kunnen uitpakken. Dat bleek bijvoorbeeld onlangs uit een initiatief in Zwolle om aardwarmte te gaan toepassen. Een boorput in het buitengebied Dijklanden zou vanaf een diepte van 2 tot 2,5 kilometer grondwater van 80 tot 100 graden Celsius omhoog gaan pompen, genoeg voor het verwarmen van ongeveer 5.000 woningen. Maar uit een nader onderzoek bleek dat de opbrengst van de beoogde boorput maar liefst ongeveer vijftig procent minder zal zijn dan de oorspronkelijke berekeningen hebben aangegeven. Concreet betekent dit dat in plaats van ongeveer 6,6 megawatt aan duurzame energie de opbrengst volgens de bijgestelde verwachting slechts 3,3 megawatt zal zijn, zo meldt het Algemeen Dagblad van 29 februari 2020.
‘Het inschatten van de opbrengsten van geothermische installaties is een lastige aangelegenheid,’ erkent Nick Buik, senior specialist geo-energie bij IF Technology. ‘Het doen van proefboringen om de mogelijke opbrengsten in kaart te brengen, is onmogelijk, want een enkele boring kost al gauw 3 tot 5 miljoen euro. En dus moet je het doen met bestaande gegevens.’ Hij wijst erop dat in verband met olie- en gaswinning in het verleden veel onderzoek is uitgevoerd om de ondergrond in beeld te brengen. ‘Er zijn hiervoor ook putten geboord, om de eigenschappen van de ondergrond te kunnen vastleggen,’ aldus Buik. ‘Maar die putten zitten nooit op de beoogde plek van je geothermie-project, dus je moet altijd de beschikbare gegevens vertalen naar de locatie waar je wel aan de slag kunt gaan.’
Het vaststellen van de potentiële energieopbrengsten verloopt volgens Buik in een aantal stappen. Allereest is het van belang om na te gaan of er bruikbare waterhoudende lagen aanwezig zijn en wat op die bepaalde diepte de heersende temperatuur is. Vervolgens komt de kwestie aan de orde of de laag voldoende doorlatend is om het water te kunnen onttrekken. ‘Als dat allemaal in orde is, kunnen we een uitgebreide haalbaarheidsstudie maken, met name wat betreft de te verwachte opbrengst: hoeveel kubieke meter water per uur kan je onttrekken. In relatie met het temperatuurverschil tussen het opgepompte water en het retourwater kan je vervolgens het thermisch vermogen uitrekenen,’ verduidelijkt Buik. ‘Als je deze cijfers vergelijkt met de hoeveelheid uur dat er behoefte is aan warmte bij bijvoorbeeld tuinbouwkassen of woningen weet je dus de verhouding tussen de opbrengst en de energiebehoefte.’ Aan de hand van deze informatie is vervolgens uit te rekenen wat de aanleg van de aardwarmte-installatie gaat kosten. ‘Je ziet vaak dat een aardwarmte-installatie duurder uitvalt dan bijvoorbeeld een aardgasinstallatie,’ aldus Buik. ‘De landelijke overheid heeft de SDE+ subsidie in het leven geroepen om het verschil tussen die twee bedragen te compenseren. In verband hiermee vindt overigens ook nog een gedetailleerd vervolgonderzoek plaats, bijvoorbeeld naar de diepte en dikte van de watervoerende laag, de heersende temperatuur van het water en de doorlatendheid. Dit levert een waarschijnlijkheidscurve van het vermogen, die dient als basis voor de subsidieaanvraag.’ De betreffende subsidie, die overigens naar verwachting eind september 2020 over gaat in de SDE++ regeling, geldt voor 15 jaar. Het uitgangspunt is dat binnen die periode de investering is terugverdiend, vervolgens kan de aardwarmte-installatie in het algemeen nog 15 of 20 jaar in bedrijf zijn.
Hoe kijkt Buik nu in dit verband aan tegen de tegenvallende schattingen van de opbrengsten van het aardwarmteproject van Zwolle, waar overigens IF Technology ook bij betrokken was? ‘In de jarenlang durende periode tussen initiatie en realisatie kunnen door voortschrijdend inzicht, de beschikking over extra gegevens en discussie met andere deskundigen de interpretaties van de ondergrond veranderen,’ aldus Buik. ‘Wij hebben in overleg met de betrokken organisaties de dikte, porositeit en permeabiliteit naar beneden bijgesteld. Zwolle is trouwens wel een uitzonderlijke situatie, vanwege het feit dat er zo weinig gegevens beschikbaar waren.’ Momenteel zijn er in ons land ongeveer 20 diepe aardwarmte projecten, volgens Buik is er op korte termijn technisch gezien ruimte voor nog 30 tot 40 projecten. ‘Of we die ambitie de komende vijf jaar kunnen waarmaken is de vraag,’ aldus Buik. ‘Er zit wel redelijk wat in de pijplijn, maar of dat allemaal gaat lukken is wel afhankelijk van de subsidie.’
Overigens zou het heel goed kunnen zijn dat op den duur de investeringskosten van de diepe aardwarmtesystemen drastisch omlaag zullen gaan, naar verwachting zelfs met 40 procent. ‘Om tussen nu en 2030 160 doubletten te realiseren is een geschatte investering van rond de twee miljard euro nodig. Ook wanneer de realisatie kosten dankzij groeiende ervaring binnen de sector en door middel van gecoördineerde exploratie en exploitatie met 40% kunnen worden gereduceerd, zal tussen 2030 en 2050 nog eens rond de vier miljard euro nodig zijn om minstens 450 extra doubletten te realiseren,’ aldus het in 2018 verschenen Masterplan Aardwarmte in Nederland van onder meer Stichting Platform Geothermie. In dit verband is het ook goed om te weten dat er momenteel ook een Integraal Kostenreductie Programma Aardwarmte (IKPA) loopt, met als streefdoel een kostenreductie van30 procent in 2030 en 50 procent in 2050.
Het Masterplan Aardwarmte is onder meer te vinden op:
https://www.ebn.nl/wp-content/uploads/2018/05/20180529-Masterplan-Aardwarmte-in-Nederland.pdf
Informatie over het Integraal Kostenreductie Programma Aardwarmte (IKPA):
https://geothermie.nl/index.php/nl/expertmeeting-29-
Kader
De warmte van de aarde
Binnen de Nederlandse ondergrond is warm water aanwezig dat onder andere is opgeslagen in (poreuze) zand- en kalksteenlagen. De warmte van het water is te benutten voor bijvoorbeeld de verwarming van woningen. Hoe dieper in de aarde, hoe hoger de temperatuur. Met iedere kilometer die je de diepte in gaat, stijgt de temperatuur ongeveer 30 ̊C. Tot een diepte van 500 meter spreken we over bodemenergie, van 500 meter tot 4 kilometer diepte over geothermie of aardwarmte, bij dieptes van meer dan 4 kilometer gaat het om ultradiepe aardwarmte. In 2016 produceerde Nederland ongeveer 6,7 PJ aan duurzame energie door middel van aardwarmte en bodemwarmte. Overigens is aardwarmte strikt genomen geen duurzame energie, omdat de hoeveelheid warmte uitputbaar is. Volgens Jo Hermans, oud-hoogleraar natuurkunde, dekt de term ‘semi-duurzaam’ beter de lading.