​Innovatie haalt groene stroom uit restjes aardwarmte

17.02.2016 | Branchenieuws | 2549 keer bekeken
​Innovatie haalt groene stroom uit restjes aardwarmte

De Nederlandse adviseur  van bodemenergieprojecten IF Technology en het Zweedse Climeon, leverancier van innovatieve technologie, lanceren een systeem dat heet water uit de bodem omzet in elektriciteit. Hiermee kan aardwarmte altijd worden benut, ook als de vraag naar warmte lager is, zoals in de zomer.

Het Engelstalig persbericht doet nogal ronkend aan met de term ‘groundbreaking technology’, want het apparaat dat Climeon en IF Technology op de markt brengen lijkt niet meer dan een doos ter grootte van een kleine kamer: 2,25 meter hoog, 2 meter breed en 2 meter diep. Toch kan het systeem aardwarmte in de vorm van heet water op een veilige manier omzetten in honderd procent duurzame elektriciteit. Voor de werking van het apparaat zijn geen brandstoffen of specifieke weersomstandigheden nodig. Volgens Climeon vormt het systeem een ‘significante stap vooruit in het realiseren van de ambities uit het klimaatakkoord van Parijs’.

Rendabele technologie
Hoe het ook zij, de Zweden en de Nederlanders hebben afgelopen jaren samengewerkt aan de ontwikkeling van het systeem. Dat deden ze door de geavanceerde warmtekrachttechnologie Ocean van Climeon te combineren met de 25 jaar lange ervaring van IF Technology met het ontwerpen van geothermiesystemen. Resultaat is een systeem dat heet water veel efficiënter kan omzetten in elektriciteit dan de andere technologieen die momenteel op de markt bestaan. Dankzij een instelling om onder vacuüm te werken kan het water met een temperatuur van 70 tot 120 graden omzetten in elektriciteit. Daarmee wordt het genereren van stroom uit de bodem economisch haalbaar voor Nederland.

Geothermie in Nederland
Geothermie, oftewel aardwarmte, wordt in Nederland toegepast voor levering van duurzame warmte. Er zijn volgens IF Technology inmiddels twaalf projecten in Nederland gerealiseerd, waarvan de meeste in de glastuinbouw. Probleem is dat de vraag naar warmte in de zomer lager is dan in de winter. Daardoor kan de installatie in de zomer weinig energie leveren. Guus Willemsen, business developer bij IF Technology: “Geothermie kan 24 uur per dag, 365 dagen per jaar, duurzame warmte leveren. Maar onze vraag naar warmte is fluctueert sterk door het jaar heen. Zo hebben we in de zomer energie 'over'. Daar hebben wij nu een oplossing voor: omzetting naar duurzame elektriciteit.”

Grote stap vooruit
Willemsen: “Anders dan in IJsland of Indonesië zijn in Nederland geen hele hoge temperaturen in de ondergrond. De hoogst haalbare temperatuur ligt meestal rond de 100°C, uitzonderingen daar gelaten. Tot voor kort was elektriciteitsproductie op die temperaturen zeer inefficiënt, met een rendement van hooguit 5% rendement. Maar dat is nu anders. Onze Zweedse partner Climeon heeft een grote stap voorwaarts gemaakt in elektriciteitsproductie bij lage temperaturen. Hun technologie heeft bij een aanvoer van 100° en koeling van 10°C een rendement van meer dan 12%. Dit maakt elektriciteitsproductie uit geothermie ook in Nederland mogelijk. De elektriciteit vult het ‘gat’ in de vraag op. Op deze manier maken we optimaal gebruik van de beschikbare energie.”

Win-win situatie
IF Technology presenteerde het concept op 20 januari aan marktpartijen die bezig zijn met de ontwikkeling van geothermie in Nederland. Willemsen: “De reacties waren zeer positief. In de gesprekken kwam naar voren dat de elektriciteitsproductie niet alleen het energetisch en financieel rendement verbetert, maar dat het ook risicoverlagend werkt. Het gaat dan vooral om het risico dat de verwachte warmtevraag tegenvalt of pas later wordt aangesloten. Doordat we nu een alternatieve invulling hebben voor overtollige aardwarmte kan dit risico deels worden afgedekt. Daarnaast maken we het gehele systeem duurzamer doordat we het interne stroomverbruik kunnen compenseren. We maken dus een duurzame techniek nog duurzamer en verbeteren tegelijkertijd de businesscase.  Het is een mooi voorbeeld van een win-win situatie.”

Vervolgstappen
Climeon en IF Technology hebben een overeenkomst getekend om de technologie te demonstreren op de Nederlandse markt voor geothermie. De bedrijven werken al met diverse klanten om de technologie te integreren in geothermieprojecten. Berekeningen laten zien dat het omzetten van aardwarmte in elektriciteit ten goede komt aan de business case, maar ook aan de duurzaamheid van de meeste projecten. De eerste geothermieprojecten die de technologie integreren zullen naar verwachting dit jaar worden aangekondigd. Willemsen: “Ons doel is om zo snel mogelijk over te gaan tot implementatie bij een of meerdere projecten. Voor partijen die een geothermische installatie willen ontwikkelen bieden wij een gratis quickscan aan om de mogelijkheden in kaart te brengen.”

Foto: Als de vraag naar warmte tegenvalt is het mogelijk om overtollige aardwarmte om te zetten in elektriciteit (foto IF Technology)

Redactie Ensoc, 17-feb-6

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Meld jezelf nu aan voor de Ensoc nieuwsbrief en ontvang het laatste nieuws, trends en aanbiedingen.

Reacties (12)

Reageren
  • Niek Willemsen (IF Technology)
    23.02.2016 - 15:28 uur | Niek Willemsen (IF Technology)

    @Rene Geerts,
    Voordat een aardwarmte project gemaakt wordt kijken we altijd zorgvuldig naar de effecten op de ondergrond. We weten uit het verleden dat de afkoeling eigenlijk nooit een probleem veroorzaakt. Dat neemt natuurlijk niet weg dat we heel gedegen onderzoek moeten doen bij elk project om problemen te voorkomen. En dat gebeurt ook, sterker nog dat moet.

    @Jakob Haverkamp
    je hebt gelijk, de ORC technologie bestaat al heel lang en wat dat betreft is dit niks nieuws. Wat wel nieuw is (voor zover ik weet) is het hoge rendement onder de 100 gr C van de Climeon Ocean. Bij 80 gr C input en 15 gr C koeling halen we nog meer dan 10% netto rendement. Andere systemen moeten blij zijn met 6% in die situatie en dat is best een grote stap voorwaarts. Vooral in de geothermie markt omdat we hierdoor ook verder kunnen uitkoelen waardoor we dubbel winst halen.

    Over het plaatsen van een warmtepomp: Dit is zowel energetisch als financieel beter inderdaad, mits je die warmte kwijt kunt. Het probleem is echter dat we vaak teveel energie produceren met geothermie in de gebouwde omgeving, vooral in de warme dagen. Dat is juist waarom we naar deze toepassing zijn gaan kijken. Dus alleen wanneer we de warmte echt niet anders kwijt kunnen, dan gaan we pas nadenken over de omzetting naar elektriciteit. Het is de laatste stop in de flowchart als het ware. Maar wel een die het rendement verbetert omdat we anders die energie weer terug de grond in stoppen.

    @cor swijgers
    Dank je!

    @sietse de haan
    We zijn op het moment ook bezig met toepassing op industriële restwarmte. Als je kijkt op de site van Climeon (www.climeon.com) zie je dat de eerste twee installaties ook op restwarmte draaien (een op restwarmte van een staalfabriek en de ander op het motor-koelcircuit van een schip). Wij zijn als IF nou eenmaal gespecialiseerd in aardwarmte, vandaar die keuze. Maar we zien de kansen in de industrie ook en als alles goed gaat kunnen we binnenkort het eerste project in de industrie aankondigen.

  • Sietse de Haan
    23.02.2016 - 13:03 uur | Sietse de Haan

    Waarom zo diep aardwarmte winnen en dat omzetten in elektriciteit, er is zoveel restwarmte! Zet dat eerst maar eens om in elektriciteit in plaats van plannen te maken om heel Zuid-Holland van een ringlijn van warmte te voorzien.

  • Cor Swijgers
    23.02.2016 - 11:35 uur | Cor Swijgers

    Duidelijk helder kort informatief.

  • Jakob Haverkamp
    23.02.2016 - 11:08 uur | Jakob Haverkamp

    De techniek om uit (rest)warmte stroom te produceren met inzet van een ORC is niet nieuw en niet spectaculair. De wijze waarop dit nu wordt gepresenteerd suggereert dat er sprake zou zijn van een geheel nieuwe techniek en benadering. Een compliment voor de marktbenadering en de inzet en daadkracht waarmee dat gebeurt.
    De getoonde ORC zal even als elk ander vergelijkbaar product uitsluitend maximaal presteren bij de daarbij behorende debiet tav beschikbare (rest)warmte en de temperatuur van het koelwater. In het bericht is er sprake van een gewenste koeltemperatuur van 10 gr.C en een vrije beschikbaarheid in de zomer van de geothermische warmte. Vooral in de zomer is de beschikbaarheid van koud koelwater beperkt waardoor juist dan dus het theoretisch rendement van 12% niet wordt gehaald. Verder moeten we rekening houden met het verschil in "generator- rendement" en netto opbrengst na aftrek van inzet van elektrische stroom voor pompen etc. Feit blijft dat het netto verduurzamende rendement (incl. SDE baten) van een geothermische bron hoger kunnen zijn dank zij de inzet van een ORC.
    Zelf zie ik meer in een ORC die dankzij de inzet van het juiste koelmiddel ook temperatuur modulerend gekoeld kan worden (zie bijvoorbeeld BioChp.nl)
    zodat er gestuurd kan worden op optimaal resultaat mbt inzet van warmte.
    Tenslotte kan ik me ook nog voorstellen dat een geothermische bron juist veel meer rendement (zowel energetisch als economisch) zou leveren als dmv een een hoge temperatuur warmtepomp het retourwater verder zou worden afgekoeld om extra warmt te produceren. De thermische prestatie zou daarmee met wel 40% verhoogd kunnen worden , maar uiteraard zullen we dan stroom moeten inkopen om de WP zijn werk te laten doen. (cop 4)

  • Rene Geerts
    23.02.2016 - 10:59 uur | Rene Geerts

    Dagelijks nieuwe berichten over het gebruik van aardwarmte.
    Als dat als maar door gaat gaan we mogelijk dezelfde weg op als met het gebruik van fossiele brandstoffen.
    Uitputting ligt op de loer, leven op een ijsklomp zal het niet worden, er is genoeg aanvulling (voorlopig althans) van binnen en van buiten.
    Onvermijdelijk echter is dat de temperatuurgradiënt in de aardmantel gaat veranderen, interne spanning liggen dan op de loer (lijkt mij).
    zijn we nu het ene probleem aan het oplossen en een nieuwe aan het creëren ?
    Ik weet het niet echt, maar het lijkt me wel dat we eens een onderzoek moeten gaan doen wat er gebeurt als we idd op groooooote schaal warmte gaan onttrekken aan de aardmantel.
    De wet van behoud van energie is helder.

  • Niek Willemsen (IF Technology)
    22.02.2016 - 16:44 uur | Niek Willemsen (IF Technology)

    @Carel Anink
    Je hebt helemaal gelijk dat we de energie veel beter kunnen inzetten als warmte. En dat proberen we ook zoveel mogelijk te doen. Maar vooral in de bestaande bouw (lees: warmtenetten) is dit lastig omdat het zomerdal erg groot is. De 5-10 jaar terugverdientijd wordt in dat geval ook niet gehaald. Dit is een belangrijke reden waarom 11 van de 12 geothermie projecten in Nederland in de glastuinbouw zijn gerealiseerd. Hier is dit zomerdal namelijk een stuk kleiner. Maar veel warmtevraag zit juist in de gebouwde omgeving. Dus het is wel de moeite waard om een oplossing te vinden voor het zomerdal probleem.

    En je punt over verspilling ben ik het maar deels mee eens. Daarover twee dingen:

    1) Vanwege het relatief lage rendement van elektriciteitsproductie versus warmtelevering zou je het inderdaad kunnen zien als verspilling. Het liefst zouden wij ook geothermie systemen maken puur voor de warmte. Maar het eerder genoemde zomerdal plus de relatief lage prijs van aardgas zorgt ervoor dat dit in de gebouwde omgeving (nog) niet rendabel is. En ik denk dat we gezien het klimaat en de aargasproblematiek ook niet de tijd hebben om af te wachten tot het moment dat dit wel zo is. Dus is deze oplossing ideaal? Nee. Is het een oplossing voor de verduurzaming van de warmtevraag in de gebouwde omgeving die nu werkt? Ja, en wanneer de prijs van aardgas dichter in de buurt komt van de daadwerkelijke kosten ervan, dan stappen we graag over op 100% warmtelevering uit geothermie.

    2) Warmte is slecht transporteerbaar, en er zijn veel plaatsen in Nederland waar wel geothermische warmte beschikbaar is, maar geen warmtevraag. Ook niet binnen afzienbare termijnen (langs de afsluitdijk bijvoorbeeld). Op die locaties kun je de warmte misschien maar beter omzetten in duurzame elektriciteit. Met het voordeel tov wind, zon en biomassa dat geothermie niet zichtbaar is aan de horizon, bijna geen landoppervlak nodig heeft en 24/7 beschikbaar is.

  • Carel Anink
    19.02.2016 - 22:36 uur | Carel Anink

    @Niek Willemsen.
    Dank je wel voor je reactie. Je hebt gelijk als je zegt dat we de opportuniteit die de olie- en gasindustrie ons biedt best kunnen benutten. Je hebt ook gelijk dat het een beperkte hoeveelheid is die eindig is. Dan is het niet verstandig lijkt mij om met deze eindige opportuniteit verkwistend om te gaan. Geothermie is een energiebron die met een rendement van 100 % bederven kan worden voor warmtelevering en met een rendement van 12 % bij de productie van elektriciteit (lees ik in het artikel). Vergelijk dit met de energiebron aardgas met een rendement van 90 % voor warmtelevering en in een moderne STEG met een rendement van 58 % voor de productie van elektriciteit, dan kom je tot de volgende conclusie: Elektriciteit produceren met dat eindige (beetje) bodemwarmte waar wij over kunnen beschikken, is pure verspilling.

    Is het erg om te verspillen? Daarover de volgende twee opmerkingen:
    Soms is een beetje verspilling nodig om een project financieel haalbaar te krijgen. Daar is in geval van de terugverdientijden die jij noemt geen spraken van.
    Soms is er een gedachte dat het is niet erg om te verspillen want voor het op is zijn er voldoende alternatieven. Deze fout is in het verleden al zo vaak gemaakt. We moeten ten aller tijde zo zuinig mogelijk omgaan met hetgeen moeder natuur ons geeft. Ook dan raakt het een keer op maar hoeven we ons niet te verwijten dat we er wel erg slordig mee om zijn gegaan.

  • Niek Willemsen (IF Technology)
    18.02.2016 - 17:01 uur | Niek Willemsen (IF Technology)

    @P Lomito
    De economische terugverdientijd voor geothermie in NL is niet slecht (5 tot 10 jaar). Daar zit natuurlijk wel subsidie bij maar dat geldt voor alle duurzame energiebronnen in NL. De energetische terugverdientijd is nog veel korter: 2,5 maand gemiddeld. Dat is veel beter dan bijvoorbeeld zonnepanelen met gemiddeld 1,5 jaar. bron: http://www.kennislink.nl/publicaties/energiegebruik-geothermiebron-snel-terugverdiend.

    @Carel Anink
    Je hebt gelijk dat geothermie duurder is dan aardgas en olie. Maar dat komt ook deels doordat de kosten van de milieueffecten van fossiele brandstoffen niet in de prijs zijn verwerkt. En van alle duurzame energiebronnen is geothermie wel weer een van de goedkoopste per GJ. Verder klopt het dat bestaande exploratiedata uit de olie- en gasindustrie een cruciale rol speelt in de ontwikkeling van geothermie. Maar hoe erg is dat? Alle sedimentaire gebieden in NL zijn al wel eens onderzocht op mogelijke olie en gas reserves. Als we die data nu voor een duurzaam doel kunnen inzetten is dat toch alleen maar mooi? Als laatste zeg je dat een geothermie bron niet eeuwig mee gaat. En dat klopt ook, maar de reservoirs die we hebben kunnen wel een substantieel deel van onze energievraag invullen voor ten minste de komende 100 jaar. Tegen die tijd draaien we hopelijk 100% op zon, wind en kernfusie (of iets in die richting).

  • Carel Anink
    17.02.2016 - 21:19 uur | Carel Anink

    Geothermie in Nederland is extreem duur en heeft weinig potentie. Ik begin hiermee om nieuwsgierigheid op te wekken naar de argumenten hiervoor die hierna volgen.

    Om warmte uit de aarde omhoog te halen is water nodig. Dat zorgt voor het transport van warmte. Indien er geboord wordt in stollingsgesteente dan zal alleen in het boorgat zelf een beetje water naar boven en beneden gepompt kunnen worden. Als daar een uurtje water door gepompt is dan is het boorgat afgekoeld en kost het weer dagen voordat het boorgat warm is. Zodra je een omgeving van een meter rond het boorgat hebt afgekoeld zal het jaren duren voordat het beetje water in het boorgat weer warm is. Conclusie: er is een water doorlatende laag nodig en twee boorgaten waardoor je water over een groot gebied door de warme ondergrond kunt laten verwarmen. Duidelijk zal zijn dat in het ene boorgat water omhoog en in het ander water omlaag wordt gepompt. Waar vindt je die doorlaatbare lagen? In het sediment. Dus dieper boren dan het sediment is nooit interessant. Welke lagen in het sediment zijn dan waterdoorlatend? De zandlagen die grof genoeg zijn om water door te laten en dat zijn een paar zandstranden van pakweg tussen de 140 en 80 mlj jaar geleden die keurig netjes zijn afgedekt en nog vol water zitten. Nou dan gaan we die toch zoeken. Maar ja, zo’n zoektocht met seismische golven is erg kostbaar. De zandstranden die tot nu gevonden zijn, zijn bijvangst van het zoeken naar olie en gas. Je zou zeggen als er naar olie en gas wordt gezocht met dure methoden dan kun je dat ook naar warm water doen. Dat kan, maar wie betaald dat. Bij olie bijvoorbeeld is dat wel duidelijk. In een liter olie zit net zoveel energie als in 600 liter water tussen de 40 en 80 gr C. Met andere woorden olie levert per liter 600 keer meer energie op dan warmwater. Daarnaast heeft olie ook nog eens de mogelijkheid om over grote afstanden te vervoeren, je kunt het opslaan, met een vier keer hoger rendement elektriciteit mee maken en er vliegtuigen mee laten vliegen (dat laatste lukt zeker niet met warm water). Olie heeft daarmee wellicht een waarde die per liter duizend keer hoger is dan een liter warmwater.

    Zelfs als de dure opsporingskosten al betaald zijn door de oliemaatschappijen moet er extreem veel subsidie bij de geothermie projecten in Nederland.
    En dan de toekomst. Als het zandstrand is afgekoeld naar 40 gr. C dan moet het weer opwarmen met warmte uit de aardmantel want daar komt de warmte vandaan. Daar zit een isolatielaagje tussen met een dikte die varieert van 30 tot 100 km. Wellicht wordt dit gelezen door mensen die verstand hebben van warmte weerstand in vaste stoffen. Waag er maar een sommetje aan om te zien hoeveel eeuwen het duurt voordat er weer een beetje warmte geoogst kan worden uit het oude zandstrand.

  • P. Lomito
    17.02.2016 - 17:09 uur | P. Lomito

    We hebben geen kleine beetjes nodig maar enorm veel, dergelijke innovatie moeten op grote schaal toegepast kunnen worden met zo weinig mogelijk materiaalgebruik, de meeste grondstoffen vergen zeer veel energie om te winnen, te transformeren, te vervoeren, te onderhouden en af te voeren. Daarom ben ik ook zeer benieuwd naar de EROEI (energy return on energy investment) en ROI van dit systeem.

  • Niek Willemsen (IF Technology)
    17.02.2016 - 14:36 uur | Niek Willemsen (IF Technology)

    Dag P. Lomito,

    Dat klopt! het gaat bij deze projecten ook vooral om de warmte. Het punt is dat we die warmte in de zomer niet nodig hebben en de dure geothermie bronnen dan niks liggen te doen. Met deze innovatie kunnen we de beschikbare energie toch nog nuttig inzetten. En alle beetjes helpen natuurlijk.

  • P. Lomito
    17.02.2016 - 13:19 uur | P. Lomito

    Klinkt veelbelovend maar waar het werkelijk om draait is de energiedichtheid (W/m²) en de productiekosten per kWh stroom. Vooral stroom is door het enorme overaanbod vrijwel waardeloos zodat het moeilijk wordt om concurrerend te produceren