HOGE TEMPERATUUR OPSLAG VAN WARMTE IN DE ONDERGROND ONDERZOEK EN DEMONSTRATIE

Transcriptie

1 HOGE TEMPERATUUR OPSLAG VAN WARMTE IN DE ONDERGROND ONDERZOEK EN DEMONSTRATIE JORIS KOORNNEEF DERDE NATIONAAL CONGRES BODEMENERGIE UTRECHT 29 JUNI 2018

2 GEOTHERMIE FAMILIE Ondiepe geothermische systemen WKO/HTO warmte koude opslag (tot C) en midden/hoge temperatuur opslag (>40 C) Conventionele diepe geothermische systemen m Temperaturen < 120 C Ultra-diep Geothermische systemen Engineered Geothermal Systems (EGS) > 4000 m Hoge temperaturen > 100 C 3 Energy Storage at TNO

3 NUT EN NOODZAAK GROOTSCHALIGE OPSLAG VAN ENERGIE (MET NAME WARMTE) Warmtetransitie met nieuwe warmtebronnen: aardwarmte, restwarmte, warmtepompen, zonnewarmte, waterstof, groen gas etc Oplossingen nodig voor sterke seizoensafhankelijkheid van de vraag. 1. Waterstof/groengas opslag biedt mogelijk deze flexibiliteit voor warmtevraag niet gekoppeld aan warmtenetten. 2. Ondergrondse warmteopslag biedt mogelijk deze flexibiliteit aan warmtenetten (groot en klein) Bron: EBN 2018 Energie in Nederland

4 Latent heat Energie opslag opties: range en applicatie UTES (Sensible heat storage) Thermo chemical heat storage* UTES = Underground Thermal Energy Storage Source: IEA - Technology Roadmap Hydrogen and Fuel Cells

5 WHAT IF: GROOTSCHALIGE GEOTHERMIE ZONDER OPSLAG IN geothermie doubletten 10 MWth = 1750 MWth = huishoudens a 20 Meuro / doublet = 3,5 miljard Euro

6 WHAT IF: GROOTSCHALIGE GEOTHERMIE MET OPSLAG IN 2030 SERIEUZE KOSTENDALING Additioneel: 200 HTO s 10 MWth = huishoudens a 3 Meuro / HTO = 600 miljoen Euro extra

7 WARMTE- KOUDEOPSLAG / HOGE TEMPERATUUR OPSLAG <500 m WKO/ HTO TNO DoubletCalc 3D Warmteoverschot in de zomer wordt opgeslagen in een ondergrondse aquifer (water houdende laag); een paar honderd meter onder het maaiveld. Water uit de ondergrond wordt opgewarmd met de (rest)warmte en vervolgens geïnjecteerd. De warmte wordt in de winter weer teruggewonnen om te worden gevoed aan het warmtenet.

8 KANSEN Beter benutting van (rest)warmte Besparing aardgas en CO 2 emissies door vermijding inzet pieklast boilers Extra pieklast beschikbaar in de winter Meer flexibiliteit in vraag/aanbod in het warmtenet Vergroting zekerheid van warmtelevering Beter gebruik infrastructuur Combinatie met warmtepomp (power-toheat) mogelijk voor extra flexibiliteit in het elektriciteitsnet (bijvoorbeeld door wind- en zonne-energie in de zomer).

9 VOORWAARDEN BUSINESS CASE WARMTEOPSLAG 1. Lage marginale kosten warmte 2.Significant seizoenseffect warmtevraag en aanbod 3. Bodemgeschiktheid 4. Temperatuur niveau 5. Schaalomvang 6. Opslagrendement

10 INNOVATIE EN DEMONSTRATIE NOODZAAK Karakterisatie ondergrond Optimale ontwerp Integratie warmtenet Demonstratie & monitoring Validatie modellen Routekaart

11 KARAKTERISATIE ONDERGROND Voorbeeld 3D model ondergrond Putten + geologie selecteren 2D en 3D seismiek selecteren Zand- en kleilagen putten her-interpreteren Seismiek reprocessen voor ondiepe lagen Nieuwe seismiek aan putten koppelen Automatische her-interpretatie seismiek 3D ondiep model zand en kleilagen

12 THERMOGIS VOOR ONDERGRONDSE WARMTEOPSLAG ThermoGIS is een softwarepakket dat door TNO ontwikkeld is met als belangrijkste doel het bedrijfsleven en overheden te ondersteunen bij het ontwikkelen van aardwarmtewinning. Dit willen we uitbreiden met warmteopslag potentie Potentieel voor warmteopslag (aquifer opslag) inplementeren in Thermogis Thermogis 1.0

13 INTEGRATIE WARMTENET Betaalbaar Betrouwbaar Duurzaam

14 OPTIMALE ONTWERP (CASUS SPECIFIEK) Temperatuur niveau (Combinatie warmte pomp) Vraagprofiel (capaciteit en volume) Aanbodprofiel (capaciteit en volume) Putconfiguratie Putontwerp en pompen Opties bronconfiguratie Bron: MEC-V. Haalbaarheidsonderzoek warmteopslag glastuinbouw Vierpolders, MEC-V fase 2a

15 DEMONSTRATIE EN MONITORING Bewijs dat technologie marktrijp is Operationele optimalisatie: hoe in te zetten in combinatie met andere bronnen / vraag Monitoring focus Temperatuurveranderingen / chemie / biologie in de bodem Rendement, warmtebalans ondergrond langere termijn Putverstopping en corrosie Pomp corrosie Carbonaat

16 ROUTEKAART: GROOTSCHALIGE INPASSING Best practice richtlijnen Marktpotentieel Nederland Nieuwe business modellen Stakeholder betrokkenheid / lokale inpassing Milieu performance Wet- en regelgeving

17 Warmtekoude Zuid-Holland (2015)