Bronnen van aard- en bodemwarmte
Zon verwarmt bodem en bodemwater
Zonlicht verwarmt (vooral in de zomer) de bodem en het bodemwater. Door circulatie van het bodemwater en door verspreiding van warmte door de bodem, kan de zonnewarmte tot enkele honderden meters diep in de aardkorst komen. De warmte in de bodem en in het bodemwater heten beide bodemwarmte.
Aardkern zorgt voor aardwarmte
Aardwarmte ontstaat uit een andere bron, namelijk de hete kern van de aarde. De temperatuur in de kern is niet precies bekend, schattingen variëren van 2.000 tot 12.000 graden Celsius. Deze vorm van warmte heet aardwarmte, of geothermische warmte.
De kernhitte verspreidt zich door de verschillende aardlagen naar de aardkorst. Van buiten naar binnen gezien, wordt het steeds warmer. Elke kilometer die we dieper graven, stijgt de temperatuur met 30 graden Celsius. Vanaf 500 meter diepte is er genoeg warmteverschil om de warmte naar de oppervlakte te kunnen vervoeren.
Bodemwarmte ophalen en gebruiken
Het aftappen van bodemwarmte tot 100 meter diep in de aarde gebeurt met zogeheten bodemwarmtewisselaars. Zo'n bodemwarmtewisselaar bestaat uit een gesloten buizensysteem dat tot 100 meter diep de bodem in gaat. Door de buizen wordt een vloeistof gepompt (meestal water met antivries). De vloeistof stroomt door de warmere bodem, warmt daardoor op en stroomt verder door de buizen, weer terug naar het oppervlak. Aan de oppervlakte staan grote warmtepompsystemen die de warmte overnemen van de vloeistof in de bodemwarmtewisselaars, en vervoeren naar nieuwbouwhuizen en de industrie.
Individuele warmtepomp
Naast grootschalige warmtepompsystemen zijn er ook individuele warmtepompen voor woningverwarming. Die maken ook gebruik van bodemwarmte, maar gaan veel minder diep de grond in. Meer over deze techniek staat op Warmtepompen en Verwarmen met de warmtepomp.
Opslag van warmte en kou in de bodem
Zomer: bodemwater als koelmiddel
Water dat in de bodem zit op 20 tot 300 meter diepte, blijft op constante temperatuur. Verder is het een eigenschap van water, dat het veel warmte kan opnemen. Daarom wordt in de zomer het relatief koele bodemwater omhoog gepompt, en gebruikt om bovengrondse warmte weg te vangen. Op deze manier kan bodemwater warme lucht afkoelen in grote kantoorgebouwen, of water afkoelen dat is opgewarmd bij industrieële processen. Het opgewarmde bodemwater wordt daarna teruggepompt. Diep in de bodem blijft die warmte behouden. Het bodemwater vormt een soort 'opslagvat' van warmte.
Winter: bodemwater als warmtebron
In de winter komt de warmte in het bodemwater goed van pas. Dan wordt het bodemwater weer opgepompt, de warmte er weer uit gehaald en het water weer teruggepompt. De warmte wordt dan gebruikt voor bijvoorbeeld woningverwarming en glastuinbouw. Als de warmte uit het grondwater is gehaald, wordt het water weer teruggepompt. Tot het opnieuw wordt opgepompt in de zomer, vormt het bodemwater nu een 'opslagvat' voor koude.
Gebruik van aardwarmte
Warmte die afkomstig is van een diepte van 500 meter of dieper, is ontstaan in de kern van de aarde (aardwarmte). Ook die is bruikbaar voor woningverwarming of industrieële doelen. Een bodemwarmtewisselaar komt echter niet diep genoeg om deze warmte op te halen. Grondwater komt van nature wel zo diep voor. Om de aardwarmte op te halen wordt daarom grondwater opgepompt van 500 meter diepte, en de warmte eruit gehaald. Het afgekoelde water wordt vervolgens weer teruggepompt en warmt vanzelf weer op door de hitte uit de aardkern.
Struikelblok: hoge kosten
In theorie is er in de Nederlandse aardbodem ruim drie keer meer energie beschikbaar aan aardwarmte dan Nederland jaarlijks gebruikt. Desondanks maakt Nederland nog weinig gebruik van aardwarmte. Het kost namelijk meer geld om aardwarmte op te halen, dan het oplevert.
Er zijn twee oorzaken voor de hoge kosten. Allereerst is het aanleggen van een aardwarmte-energiecentrale erg duur. Daar komen nog extra kosten bij door de bodemsamenstelling in Nederland. Niet overal in Nederland zit geschikte bodem op de diepte waarop aardwarmte wordt getapt. Dat maakt dure proefboringen noodzakelijk.
IJsland: aardwarmte als verwarming
In het buitenland is de bodem vaker geschikt voor het gebruik van aardwarmte, onder meer door de aanwezigheid van vulkanen. De aardwarmte zit dan dichter onder het oppervlak en dat m.
Zo’n zestig landen maken gebruik van aardwarmte. Een daarvan is IJsland: de aardwarmte is wegens het vulkanische karakter van het eiland gemakkelijk bereikbaar en dat maakt de winning goedkoper. Van alle warmtevraag is tachtig procent afkomstig van aardwarmte.
Beleid
De overheid heeft het doel gesteld om twintig procent van alle verbruikte energie in Nederland in 2020 duurzaam op te wekken. Er is geen aparte doelstelling voor aard- en bodemwarmte. De overheid stimuleert wel de ontwikkeling en het gebruik van bodemwarmte via subsidies en fiscale regelingen. Lees meer hierover op Subsidieregeling duurzame warmte.
Meer informatie
Naar boven