Bodem energie

Betrouwbare warmte en koeling

Wat is bodemenergie?

Bodemwarmte is een duurzaam en milieuvriendelijk alternatief voor het gebruik van fossiele energiebronnen. Het gebruik van bodemwarmte geeft geen uitstoot van CO2 of fijnstof. Bij een goede toepassing is bodemwarmte een energiebrion die nooit opraakt.

Met bodemenergie maak je gebruik van energie uit de bodem tot een diepte van maximaal 500 meter. De warmte of koude wordt onttrokken uit een bron en met een warmtepomp naar een hogere temperatuur gebracht. Een bodembron heeft de mogelijkheid voor vrije (goedkope) koeling in de zomer. Hierdoor wordt ook warmte en/of koude in de bodem opgeslagen zodat woningen of bedrijven doeltreffend kunnen worden verwarmd of gekoeld.

Welke soorten bodemenergie zijn er?

Een belangrijke indeling van de bodem is de diepte waar energie onttrokken of afgegeven wordt. Tot een diepte van 500 meter is de Wet bodembescherming van toepassing, daaronder is de Mijnbouwwet van kracht. Op basis van deze diepte kan het gebruik van de bodem voor energielevering indelen in:

Bodemenergie (0 - 500 meter)

De eerste aardlaag waaruit warmte of koude onttrokken kan worden (natuurlijke en aangevoerde energie)
Ondiepe geothermie (dieper dan 500 meter)

Energie van natuurlijke herkomst of door mensen in de bodem opgeslagen, zoals bij Warmte/Koude Opslag (WKO)
Diepe geothermie (vanaf ca 1500 meter)

Vanaf deze diepte kan op bepaalde plekken warmte veelal direct worden gebruikt worden zonder tussenkomst van warmtepompen (bijvoorbeeld in warmtenetten).
Ultradiepe geothermie (vanaf ca 4000 meter)

Dieper dan vier kilometer kan het water een temperatuur van meer dan 120 graden hebben. Het onttrekken van dit water maakt het mogelijk om deze warmte in de industrie te gebruiken.

Toepassingen van bodemenergie

Individuele toepassing

Bodemenergie zorgt op een milieu-vriendelijke manier voor energiezuinige verwarming in de winter en aangename koeling in de zomer. Een warmtepomp haalt ’s winters de warmte omhoog en stopt deze ’s zomers weer in de grond.

Collectieve toepassing

Om gebruik te maken van aardwarmte is er naast een aardwarmte-installatie ook een leidingnet nodig dat de warmte naar de gebruikers vervoert (warmtenet). De aanleg van een warmtenet is kostbaar en veelal ingrijpend, omdat de straten open moeten.

Gesloten en open bronnen

Een gesloten bron-systeem voor een warmtepomp bestaat uit een buizensysteem dat gevuld is met water en glycol. Dit stroomt door de warmtewisselaar en neemt hierdoor de temperatuur van de grond mee naar de warmtepomp. Dit systeem is zeer energiezuinig omdat het alleen de vloeistof rondpompt.

Een open bron-systeem voor een warmtepomp gebruikt leiding die het grondwater oppompt en zo afggeeft aan de warmtepomp die deze warmte gebruikt. Het daardoor afgekoelde water wordt hierna via een andere leiding teruggegeven aan het grondwater

BENUTTEN VAN DE WARTME

Vooral glastuinbouw, woningen en utiliteit ('gebouwde omgeving') en industrie kunnen van geothermie gebruik maken.

Natuurlijke energie

Te gebruiken bodemmassa voor opslag en onttrekken van warmte en koude met een gedeeltelijke jaarlijkse regeratie.

DIEP ONDER DE GROND

Een geothermie-installatie heeft twee putten: één voor het oppompen en één voor het terugpompen van water. Door de ondergrondse afstand tussen de putten is tot wel 2 kilometer kan het water weer opwarmen.

Verschillende gesloten bronsystemen

Gesloten bodem-warmtewisselaars zijn in contact met de bodem om zo warmte te kunnen leveren. Naar gelang de omstandigheden kan er gekozen worden uit verschillende warmtewisselaars. Bij het koelen van de woning in de zomer zal warmte aan de aarde worden teruggegeven zodat de temperatuur van de bron zo gelijk mogelijk blijft door de jaren heen. Regenereren van aardbronnen door middel van zonnewarmte of warmtepomp is een manier om de temperatuur van de bron door de jaren heen op peil te houden. Dit is niet nodig bij ondiepe bronnen als de horizontale warmtewisselaar of de aardwarmtekorf, deze zullen door invloeden van zon en regen zelf regenereren.

Verticale wisselaar

Verticale bodem-warmtewisselaars hebben weinig oppervlakte nodig. Ze worden geboord van 10 tot 250 meter diep door gespecialiseerde grondboor-bedrijven. Diepte en aantal wisselaars zijn afhankelijk van factoren als warmtevermogen van de warmtepomp, bodemgesteldheid en beschikbare ruimte. De temperatuur die uit de wisselaar komt is vrij constant. Andere verticale wisselaars zijn heipalen of korte sondes.

Horizontale wisselaar

Horizontale warmtewisselaars zijn op minimaal 1,5 meter diepte in de grond geplaats. Deze grondlagen worden door de relatief geringe diepte wel meer beïnvloed door buitentemperatuur, regen en zon. In tegenstelling tot het verticale systeem regenereert de brontemperatuur van een captatienet echter volledig. Er is dus geen verlies aan vermogen over de jaren heen.

Aardwarmtekorf

Deze combinatie tussen een horizontale en verticale bodemwisselaar bestaat uit leidingen die in een spiraal gewikkeld zijn. De korf wordt in een gat van 4 meter diep geplaatst waardoor geen dure boring hoeft plaats te vinden. Als er grotere capaciteit nodig is, moet er voldoende ruimte zijn op het perceel om meer korven te plaatsen. Sommige gemeenten geven toestemming om de korven te plaatsen in openbaar gebied.

Warmtepompen voor bodemwarmte

Hoewel de bron en het princiepe van warmtepompen voor bodemwarmte gelijk is, verschilt de warmtepomp voor gesloten en open bronsystemen.

Brine/water warmtepomp

De warmtepomp voor een gesloten bron (gesloten circuit) gebruikt een mengsel van water met niet giftig glycol als transportmiddel voor de energie. In een gesloten bron zal er geen vervuiing optreden waardoor dit systeem vrij onderhoudsgevoelig is. Ook is er weinig energie nodig voor het rondpompen dit mengsel.

Veelgebruikte merken

Ecoforest

Water/water warmtepomp

De warmtepomp voor een open bron gebruikt grondwater als transportmiddel voor de energie. Door minralen en chemicaliën in het grondwater is dit systeem gevoelig voor verontreiniging. Hiervoor is een filter nodig welke periodiek gecontroleerd en/of vervangen wordt. Er is meer energie nodig voor het rondpompen van grondwater.