GEOTHERMIE IN VLAANDEREN Dr. David Lagrou, Geoloog, VITO
VITO, VISION ON TECHNOLOGY HOOFDKANTOOR: Boeretang 200, 2400 Mol, België Ook afdelingen in Geel, Berchem en binnenkort in Genk (ENERGYVILLE) » » »
Een op Europees vlak toonaangevend, onafhankelijk onderzoeks- en adviescentrum; op het gebied van cleantech en duurzame ontwikkeling; werkt aan oplossingen voor een beter leefmilieu.
Geothermie
2
ONDERZOEK EN ONTWIKKELING VOOR EEN BETER LEEFMILIEU
Minder afhankelijk van Meer duurzame fossiele brandstoffen industrie
Geothermie
3
Betere leefomgeving
GEOTHERMIE BIJ VITO GEOTHERMIE:
»
VITO zet als onderzoeksinstelling volop in op hernieuwbare energie » Focus van GEO-groep is GEOTHERMIE
»
Energieverbruik: 50% van energiebehoefte is verwarming (koeling) » Bronnen: restwarmte & geothermie » Verbruikers
»
Naast warmte ook elektriciteit (co-generatie)
Geothermie
4
WAT IS GEOTHERMISCHE ENERGIE? (1) Temperatuur
Bron van de warmte:
Geothermische gradiënt:
• Vorming van de aarde (“collisie warmte”) • Vervorming en wrijving • Radioactief verval
• Temp° toename met de diepte • In de Kempen: 30°C/km • Boring van 3 km: 3*30°C + 10°= 100°C
Geothermie
5
Diepte
WAT IS GEOTHERMISCHE ENERGIE? (2)
https://www.vito.be/geoheatapp http://www.diepegeothermie.be Geothermie
6
GEOTHERMISCH DOUBLET: DIEPE AQUIFERS
https://www.vito.be/geoheatapp
Geothermie
7
WAT DOEN WE MET DE WARMTE? (1) Warmte ‘boven halen’ is een eerste stap. Maar wat doen we met de warmte? »
Warmtelevering via warmtenetten
Interessante warmtevragers • Bedrijventerreinen • Nieuwe verkavelingen • Residentiële wijken met een voldoende hoge energie vraag • Grotere verbruikers • Zwembaden • Glastuinbouw • Gevangenissen • Ziekenhuizen • Scholen • Verzorgingstehuizen • Collectieve appartementsblokken • Supermarkten • Winkels • …
Geothermie
8
WAT DOEN WE MET DE WARMTE? (2) Warmte ‘boven halen’ is een eerste stap. Maar wat doen we met de warmte? »
Indien temp°en debiet hoog genoeg: Elektriciteitsproductie: weersonafhankelijk
Geothermie
9
GEOTHERMISCHE DOUBLETTEN: WAAR IN BELGIË?
Carboon kalksteen: • Dinantiaan kalksteen • Kolenkalk • Natuurlijke met water gevulde holtes Bron: Berckmans & Vandenberghe, 1998 Geothermie
10
GEOHEAT-APP PROJECT Partners
Financiële steun
Geothermie
11
GEOHEAT-APP PROJECT Algemene economische haalbaarheid van intermediaire en diepe geothermie voor het verduurzamen van de warmtevraag bij bouw- en renovatieprojecten » »
»
Interreg VL-NL: Antwerpen, BE & NL Limburg en Noord-Brabant Geïdentificeerde noden » Kennis op het vlak van geologie en techniek » Draagvlak bij stakeholders » Financiering Doelstellingen » Grensoverschrijdende kartering van geothermische targets » Energieconcept voor de 5 gevalstudies » Focus op woningen, kantoren, publieke gebouwen, industrie » Kosten- en businessmodel voor de 5 gevalstudies » Overleg met betrokken administraties, bouwheren » Regelgeving en mogelijk ondersteuning van demonstratieprojecten » Kennisuitwisseling » Resultaten publiek toegankelijk maken » Klankbordgroep » Databank Ondergrond Vlaanderen, ThermoGIS
Geothermie
12
GEOHEAT-APP PROJECT
Geothermie
13
GEOHEAT-APP PROJECT GEOHEAT APP kaart Kolenkalk in Antwerpen, BE en NL Limburg & Noord-Brabant
14
GEOHEAT-APP PROJECT Onderzoeksproject: GEOHEAT APP: Economische haalbaarheid intermediaire en diepe geothermie Vl-Ned Interreg project, 2013-2014 VITO, Grontmij NL & TNO
METHODE » >25°C » Dikte (in m) » Permeabiliteit (in Darcy = D) Transmisiviteit: D.m
POTENTIEELKLASSEN » < 2 Darcy.m = LAAG » > 2 en <10 Darcy.m MIDDEN » >10 Darcy.m= HOOG
Geothermie
Krijt
Trias
15
Westfaliaan
Dinantiaan
GEOHEAT-APP PROJECT
16
GEOHEAT-APP PROJECT Resultaten (zie brochure) Als eindconclusies kan gesteld worden dat er in het studiegebied potentieel is voor geothermie, maar dat er een goede afstemming moet zijn tussen de ondergrond en de bovengrond, m.a.w. een gunstige geothermische bron moet worden gecombineerd met een voldoende grote warmtevraag, zowel in capaciteit als in bedrijfsuren. Enkel op die manier kan een economisch rendabel project worden gerealiseerd.
Geothermie
17
GEOTHERMIE 2020 Uitgangspunten »
Diepe geothermie is een lokale energiebron met potentieel in de Kempen » Met een potentieel van meer dan 1 GW warmte » En ca. 400 MW elektrisch
Partners
Financiering
GEOTHERMIE 2020 Voorwaarden voor de uitrol van diepe geothermie in de Kempen »
»
» » » » »
Technologische uitdagingen » Ondergrond » Boringen » Inpassing warmte en elektriciteit Maatschappelijk draagvlak » Aanleggen warmtenetten » Collectief versus individueel » Locaties en ruimtelijke ordening Regelgeving (eigendomsrecht, EPB, …) Vergunningen (MER, milieu, levering, …) Vergunningsvoorwaarden (peilputten, …) Risico’s Financiering
GEOTHERMIE 2020
GEOTHERMIE 2020
Geothermie
20
GEOTHERMIE 2020 Resultaten (zie brochure) »
»
Diepe geothermie heeft een potentieel in Vlaanderen » Het kan leiden tot een constante energieprijs » Het kan zorgen voor een vermindering van de import van energie » Het is een alternatief voor het duurzaam verwarmen van gebouwen » Het kan leiden tot het versterken van de lokale economie De ontwikkeling van diepe geothermie kan niet op zich staan » Uitrol van warmtenetten » Aangepaste ruimtelijke ordening » Geïntegreerd beleid
Geothermie
21
GEMETEN TEMPERATUREN
Loenhout
Poederlee
60°C
67°C
Merksplas
Turnhout
72°C
103°C
74°C @production
aver. temp. @34°C/km
1.350 m TD: 1.560 m
1.490 m (TVD) TD: 1.643 m (TVD)
1.760 m TD: 1.761 m
2.238 m TD: 2.780 m
PROEFPROJECT GEOTHERMIE: BALMATT VITO ontwikkelt proefproject BALMATT: co-generatie warmte en elektriciteit
Geothermie
24
BALMATT-PROJECT Basisgegevens » » » » » »
Reservoir op een diepte van 2.800 (3150m) – 3.800 m Temperatuur: ca. 120°C Tot 5 boringen 130 – 165 kg/s Elektriciteitsproductie Warmtelevering op hoge en lage temperatuur
BALMATT-PROJECT
DIEPE GEOTHERMIE BALMATT Projectuitvoering
BALMATT-project Voorstudie Seismische campagne Geologische studie Haalbaarheidsstudie Vergunningen 1e financieringsronde Projectevaluatie Lokaal draagvlak 2e financieringsronde Voorbereiding werken Boring MOL-GT-01
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
PROEFPROJECT BALMATT: HOE DIEP MOETEN WE BOREN?
Zand, silt, klei
- 920 m
krijt, mergel
- 3150 m
Steenkoolhoudend: zandsteen, schiefer, steenkool
Carboon: Kalksteen, dolomiet
- 3500 m https://www.vito.be/geoheatapp
Geothermie
28
VERKENNING VAN DE ONDERGROND: BORINGEN Boring: directe methode Boringen >500m » Exploratie boringen (steenkool, gasopslag) » Ondergrondse gasopslag in Loenhout » Geothermisch boringen: Turnhout (1952) & Merksplas (1983)
Geothermie
29
HET BOORPROCES
hijsen Roteren
http://science.howstuffworks.com Geothermie
30
bloedsomloop van de boring
HOE BOREN WE?
1
2
Drill well section
3
Run casing
Cement
5
Drill next section
Run casing, cement, …
Californië Wijnen Geothermie, Grubbenvorst
www.wvsoro.org
Geothermie
4
31
PUTONTWERP VAN EEN BORING: TELESCOPISCH
Geothermie
32
GEGEVENS VERZAMELEN & PUTTESTEN » »
Gedurende het boren & open put boorgatmetingen (voor casing) Puttesten: oppompen van water uit put » Wateranalyses » Analyse debiet en druk in de put
Californië Wijnen Geothermie, Grubbenvorst
Geothermie
33
Geologisch model stromingseigenschappen van reservoir
BALMATT PROJECT
Geothermie
34
BALMATT-PROJECT: LAY-OUT VAN DE BORINGEN Gedevieerd boren
»
» » » »
» »
1500m afstand tussen boringen op reservoirniveau » Invloed op de temperatuur » Invloed op de druk Hoe veranderen P en T° in de tijd? Beperkingen in drukverandering Concept: 5 boringen Geboord van zelfde boorplatform: afstand aan oppervlakte < 10 m Huidige layout gebaseerd op 35 j. simulatie Zal geëvaluateerd & aangepast worden na eerste (2de) boring(en) en testen
Geothermie
35
BALMATT PROJECT: TIJDSLIJN
» » »
Eerste boring is gestart op 14 sep. 2015 Duur ongeveer 3 (5?) maanden Data analyse (geologie & puttesten) nodig voor: » Go/No go » Evaluatie van de modellen » Update of lay-out voor toekomstige boring » Input voor ontwerp van oppervlakte-installatie (e.g. debiet, temperatuur, chemie)
VITO-GEO: ANDERE PROJECTEN IN VLAANDEREN Energyville – Genk, Thor site
VERKENNING VAN DE ONDERGROND: SEISMISCH ONDERZOEK Seismische campagnes: indirecte methode » »
Op zoek naar steenkool Ondergrondse gasopslag
SEISMISCH ONDERZOEK
Geothermie
39
SEISMISCH ONDERZOEK
Geothermie
40
SEISMISCHE ONDERZOEK
T: Tijd (s) A: Afstand (m) V: Snelheid (m/s)
V=A/T TxV=A s * m/s = m
Referentieboring geeft ons de relatie tussen tijd en diepte: 2 s * 1000 m/s = 2000 m diepte
Geothermie
41
VITO-GEO: ANDERE PROJECTEN IN VLAANDEREN Janssen Pharmaceutica – Beerse
GEOTHERMIE BIJ VITO
»
»
»
GEOTHERMIE in Vlaanderen - www.vito.be/geothermie » Beknopte wegwijzer geothermie in België, 2012 (VITO, E. De Boever, D. Lagrou & B. Laenen) » GEO-HEAT APP: Interreg Vl-Ned.: 2013-2014: brochure - (project leiding D. Lagrou) » GEOTHERMIE 2020: EFRO-project (VITO, IOKO,VOKA-Kempen) – brochure (project leiding B. Laenen) LINKS »
[email protected] » www.diepegeothermie.be » www.vito.be/geothermie » Facebook: https://www.facebook.com/balmattsite GEOLOGIE van Vlaanderen: » Geologie van de Kempen (Wouter en Vandenberghe, 1994, NIRAS), 208 p. » Geologie van Vlaanderen, BORREMANS M. (eds.). Gents Genootschap van Geologen. Academia Press, 502 p. ISBN 978 90 382 2433 6.
Geothermie
44
VRAGEN?
» » » »
Ben Laenen – onderzoeksleider (
[email protected]) +32 14 33 56 38 David Lagrou (
[email protected]) – onderzoeker +32 14 33 56 47 Stijn Bos (
[email protected]) – onderzoeker +32 14 33 59 27 Erik De Schutter (
[email protected]) – Business Development Manager +32 14 33 59 59
Geothermie
45
