15/06/2012
15/06/2012
Geothermie in Limburg: enkele geologische aspecten Matsen Broothaers
WAT IS GEOTHERMIE?
15/06/2012
2
© 2012, VITO NV
1
15/06/2012
WAT IS GEOTHERMIE? » Warmte uit de kern van de Aarde » neemt toe met de diepte » Radioactief verval » neemt af met de diepte
» Temperatuur stijgt met de diepte » functie van warmteflux » functie van eigenschappen gesteente » koude gebieden: 30 – 40°C/km » warme gebieden: > 65°C/km » Verdeling bepaald door warmteflux uit de kern
15/06/2012
3
© 2012, VITO NV
DIRECTE TOEPASSINGEN 150°C
productie van aluminium via Bayer procédé
140°C
drogen en inblikken van landbouwproducten
110°C
drogen en afharden van prefab betonelementen
100°C
drogen van organische stoffen zoals groenten en gras
80°C
traditionele ruimteverwarming
70°C
onderste grens adsorptiekoeling
60°C
verwarming van stallen (veeteelt)
55°C
onderste grens serreverwarming
50°C
balneologie, teelt paddenstoelen
40°C
onderste grens ruimteverwarming
30°C
verwarming zwembaden
25°C
visteelt
< 25°C
warmtepompen
15/06/2012
4
© 2012, VITO NV
2
15/06/2012
PRINCIPE GEOTHERMISCH DOUBLET
» Wth = Q x
x cw x (Tp – Ti)
» Wth: thermische vermogen (W) » Q: debiet (m3/s) » : densiteit van water (kg/m3) » cw: specifieke warmte van water (J/kg.°K) » Tp: productietemperatuur (°C) » Ti: injectietemperatuur (°C)
15/06/2012
5
© 2012, VITO NV
GEOTHERMIE IN NEDERLAND Temperatuur op 2000m diepte
Bron: ThermoGIS 15/06/2012
6
© 2012, VITO NV
3
15/06/2012
DE EVOLUTIE IN NEDERLAND » A + G van den Bosch (Bleiswijk) » 7,2 ha vleestomaten » geen WKK » 3,3 miljoen m3 aardgas » Aardwarmtebedrijf 2005 » 2 boringen tot op ca. 1700 m diepte » investering: ca. 5,5 miljoen euro » productie: >160 m3 » temperatuur: 60°C (p) – 25°C (i) » vermogen: ca. 6,5 MWth » energiebesparing: 75 tot 90%
15/06/2012
7
© 2012, VITO NV
DE EVOLUTIE IN NEDERLAND » Van den Bosch (Berkel & Rodenrijs)
» Ammerlaan (Pijnacker) » Duijvestijn (Pijnacker) » Den Haag » Koekoekspolder » Naaldwijk
» Californië
Californië 15/06/2012
8
© 2012, VITO NV
4
15/06/2012
VERGUNNINGEN » Vele vergunningsaanvragen vanaf 2008 » tuinbouw » Wijkverwarming » Vergunningen per 1 juni 2012 (aangevraagd/toegekend): » Opsporing: 104 » Winning: 4
» Vraag om risico’s te beperken » garantieregeling » risicodekking door boorfirma’s » Discussie omtrent regulering » benodigde oppervlakte » toegang voor alle geïnteresseerden Bron: www.nlog.nl (TNO) 15/06/2012
9
© 2012, VITO NV
GEOTHERMISCHE RESERVOIRS Krijtkalk Groep
» Permeabiliteit (debiet) » Diepte (temperatuur) » Dikte
Trias Buntsandstein Groep Rotliegend Groep
» Vaak zandsteen of kalksteen Kolenkalk Groep
(de Jager, 2007) 15/06/2012
10
© 2012, VITO NV
5
15/06/2012
GEOTHERMISCHE RESERVOIRS
Rotliegend zandsteen
Krijtkalk
Trias zandsteen
Voorkomen Trias zandsteen 15/06/2012
Bron: TNO
11
© 2012, VITO NV
DE GEOLOGISCHE OPBOUW VAN LIMBURG » Verschillende breukblokken » Bepalen » Voorkomen van potentiële reservoirs » Diepte van de reservoirs (temperatuur)
(Houtgast et al., 2002) 15/06/2012
12
© 2012, VITO NV
6
15/06/2012
KOLENKALK GROEP
15/06/2012
(Geluk et al., 2007)
13
© 2012, VITO NV
VOORBEELD NOORDERKEMPEN » Geothermie project Merksplas – Beerse » 1983 – 1987 » reservoir: Kolenkalk (re-injectie in het Krijt) » diepte: 1760 m » temperatuur: 69 - 72°C » productieproef: 75 m3/h gedurende 3 weken » Geactualiseerde evaluatie » investeringen » opzet en doorlooptijd » vergelijking met WKK » kostenstructuur » onzekerheden en risico’s 15/06/2012
14
© 2012, VITO NV
7
15/06/2012
INVESTERINGEN » Aannames » traditioneel geothermisch doublet » traditioneel warmte-afgiftesysteem » direct gebruik warmte » geen warmtepomp » Investeringen » 2 gedevieerde boringen tot 1700 m TD » productiepomp » warmtewisselaar » aansluiting puthoofden » primaire leidingennet » 5,6 – 6 miljoen euro 15/06/2012
15
© 2012, VITO NV
ANDERE AANNAMES Teelt
komkommer
Energiebehoefte
1400 MJ/m²
Duur warmtevraag
4800 h/y
Warmtebehoefte Temperatuurbereik
800 kW/ha ca. 70 - 35 °C 35 €/MWh
Prijs aardgas - aankoop
110 €/MWh
Prijs elektriciteit - aankoop CO2 verbruik
25 kg/m²
Prijs CO2
50 €/ton 0 €/MWh
Steunpercentage Belastingsvoet
34 %
Interestvoet
5 %
Afschrijftermijn
10 jaar
15/06/2012
16
© 2012, VITO NV
8
15/06/2012
KOSTPRIJS WARMTE 25
cost thermal energy (EUR/MWh)
Merksplas - Beerse 20
15
Aannemelijk 10
5
0 0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
probabilty
15/06/2012
17
© 2012, VITO NV
Zijn er risico’s? » Diepe ondergrond » temperatuur » geschikte watervoerende lagen » interferentie » op voorhand nooit 100% zeker » Hoge investeringskosten » minimaal vermogen i.f.v. minimale warmtevraag » ‘droge put’ » Kennis en ervaring lonen » kleinere geologische onzekerheid – kennis diepe ondergrond » Efficiënt ontwerp en planning – kennis diepe ondergrond en expertise » kortere doorlooptijd – praktische ervaring en efficiënte regelgeving
15/06/2012
18
© 2012, VITO NV
9
