Geothermische energie benut de warmte in de grond voor verwarming of om elektriciteit op te wekken.
In een notendop
De term “geothermie” verwijst naar een reeks technieken die gebruikt worden om warmte uit de grond te halen om te verwarmen of elektriciteit op te wekken.
Deze technieken worden ingedeeld op basis van de vereiste boordiepte en de temperatuur van de energiebron. Hoe dieper het boorgat in de aardkorst, hoe hoger de temperatuur:
- Zeer ondiepe geothermische energie (<5 m)
- Ondiepe geothermie (10 m tot 300 m)
- Diepe geothermie (>1000 m)
De eerste twee categorieën vereisen een warmtepomp om de temperatuur te verhogen en een gebouw of sanitair warm water te verwarmen. Dit staat bekend als een geothermische warmtepomp.
> Raadpleeg het ABC van de warmtepomp
Diepe geothermische energie vangt daarentegen genoeg warmte op om direct gebruikt te worden voor stadsverwarming of elektriciteitsopwekking. Dit is wat we hier voorstellen.
Het geothermische potentieel van België is echter nog grotendeels miskend en vereist ondergrondse exploratiecampagnes om de bron in kaart te brengen en de risico’s voor investeerders te minimaliseren.
Maar het is de moeite waard: deze hernieuwbare energie, die altijd beschikbaar is (ongeacht het weer), kan worden gebruikt voor verwarming en koeling, met een lage visuele en milieu-impact. Bovendien kan lagetemperatuurverwarming in het hele land worden gebruikt en is het kosteneffectief als het op de juiste manier wordt gedimensioneerd.
Definitie van de technologie
EGS (Enhanced Geothermal System of “verbeterde geothermie”) diepe geothermische energie wordt gebruikt om warmte of elektriciteit te produceren met behulp van heet water (meer dan 150°C) dat van nature aanwezig is in de ondergrond op een diepte van 2500 tot 3000 meter.
Hiervoor moeten er een of meer boorgaten geboord worden om een vloeistof te laten circuleren die door contact met de warmte in de ondergrond opwarmt en vol calorieën terugkeert naar de oppervlakte. Deze calorieën worden direct gebruikt voor verwarming of gedeeltelijk omgezet in elektriciteit, soms beide tegelijk door middel van warmtekrachtkoppeling.
Voor verwarming brengt een warmtewisselaar de energie van de geothermische vloeistof over naar een warmtenet dat het naar de oppervlakte verdeelt. De geothermische vloeistof, die van zijn energie is “ontdaan”, keert terug naar de aquifer via de herinjectieput. Dit hele circuit vormt een primaire geothermische lus.
Voor de productie van elektriciteit variëren de processen afhankelijk van de aard en de eigenschappen van de vloeistof die de top van de boorput bereikt.
Energieschuld
De energieschuld van een object vertegenwoordigt de energie die verbruikt moest worden om het te produceren en naar de plaats van gebruik te transporteren.
In het geval van hernieuwbare systemen omvat deze schuld alle stadia: bouw, assemblage, transport naar de productielocatie, recycling van afval aan het einde van de levensduur, enz.
Een diepe geothermische energiecentrale betaalt haar energieschuld af in de eerste jaren van exploitatie en produceert vervolgens 100% schone energie gedurende haar hele levensduur, in tegenstelling tot fossiele en kerncentrales.
Levensduur
Een diepe geothermische energiecentrale wordt minstens 60 jaar gebruikt. De industrie streeft naar een rendement op investering van 30 jaar.
Productie
De jaarlijkse productie van de geothermische centrale in Mol wordt geschat op 11.100 MWh thermisch, genoeg om ongeveer 660 huishoudens van warmte te voorzien.
Aantal geothermische-exploitaties in België
In België werd tussen 1972 en 1978 het eerste diepe boorgat geboord in Saint-Ghislain, waarbij de aanwezigheid van een warmwaterreservoir op een diepte tussen 2400 en 2400 meter werd bevestigd. Het bekken van Bergen heeft dus een aanzienlijk geothermisch potentieel.
Sinds de jaren 80 exploiteert de intercommunale IDEA geothermische waterbronnen (van nature warm ondergronds water, +/- 70°C) dankzij twee putten in Saint-Ghislain en Baudour, en gebruikt de teruggewonnen energie om openbare gebouwen (ziekenhuizen, scholen, sociale woningen, enz.) en bedrijven te verwarmen.
In 2018 heeft IDEA ook een geothermische centrale van 7 MW ingehuldigd op het GEOTHERMIA-bedrijvenpark in Ghlin. De put, die in 1981 werd geboord maar nooit werd geëxploiteerd, verzamelt water met een temperatuur van 65°C op een diepte van iets meer dan 1.500 meter, en zal via een verwarmingsnetwerk verwarming en sanitair warm water leveren aan de bedrijven die op het bedrijvenpark zullen gevestigd zijn.
Daarnaast heeft een campagne voor de geofysische erkenning van het Bergen-bekken bevestigd dat diepe geothermische energie een aanzienlijk potentieel heeft voor het opwekken van elektriciteit. Momenteel lopen er echter geen exploitatieprojecten.
Sinds eind 2018 is de eerste diepe geothermische elektriciteitscentrale van België die warmte en elektriciteit produceert, operationeel op de site van Mol. Bij continue productie hebben de 2 putten een thermisch potentieel van ongeveer 10 megawatt en een elektrisch potentieel van ongeveer 1 MW.
Een volledige geothermische energiecentrale (met 5 tot 6 putten) zou in totaal 4 MW elektriciteit kunnen produceren, wat de locatie Mol in de top 10 van diepe geothermische energiecentrales in Europa zou plaatsen.
Besparing van CO2-uitstoot
De twee geothermische putten in Saint-Ghislain en Douvrain leveren het equivalent van 2 miljoen liter stookolie per jaar aan geothermische energie via stadsverwarming, wat een geschatte CO2-besparing van meer dan 5.500 ton per jaar betekent.
De geothermische centrale Mol vermijdt de uitstoot van 3.600 ton CO2 per jaar, het equivalent van 19 miljoen autokilometers.
Intermittentie
Vergeleken met de meeste hernieuwbare energieën heeft diepe geothermische energie het grote voordeel dat het niet afhankelijk is van atmosferische omstandigheden of zelfs de beschikbaarheid van een substraat, zoals het geval is bij biomassa. De geothermische productie is daarom het hele jaar door constant.
Bij het gebruik ervan moet er echter op gelet worden dat het hernieuwbaar is. Als de vernieuwingssnelheid van geothermische energie lager is dan de exploitatiesnelheid, zal het warmtereservoir van een put geleidelijk afnemen.
Veiligheid en onderhoud
De ingebruikname van een diepe geothermische centrale heeft invloed op het milieu, door de injectie en het ondergrondse pompen van water, en dus op de veiligheid van de plaatselijke bewoners.
Sinds het begin van de testfase van de centrale zijn er meer dan 200 aardbevingen geregistreerd in de Mol regio. De meeste daarvan waren heel licht en werden door de omwonenden niet opgemerkt. Maar sommige aardbevingen werden fysiek gevoeld in de regio. De centrale werd in juli 2019 stilgelegd om een nieuwe seismologische studie te laten uitvoeren. Vervolgens werd de centrale aangepast om het risico op trillingen te verkleinen.
De centrale in Mol heeft groen licht gekregen om in april 2021 opnieuw op te starten.
In Frankrijk werd een diep geothermisch project ten noorden van Straatsburg in december 2020 definitief stopgezet na een reeks hevige aardbevingen.
Collectieve investeringen
In België investeren burgercoöperatieven in verschillende hernieuwbare technologieën (windenergie, fotovoltaïsche energie, enz.) en zouden ze in de toekomst diepe geothermische energie kunnen exploiteren via warmtenetwerken om gebouwen in een wijk te verwarmen.