Samenvatting Geothermie duurzame energiebron De lat voor verduurzaming in de woningbouw, tuinbouw en industrie ligt hoog. Het blijkt uit onderzoek en praktijk dat geothermie een zeer kosteneffectieve manier is om de uitstoot van CO 2 vergaand te verminderen. Geothermie (of aardwarmte) is de warmte uit de aarde die met een productie- en injectieput wordt gewonnen. Het is een veilige en bedrijfszekere energiebron, die door lage en stabiele operationele kosten een aanlokkelijk perspectief biedt voor investeerders met een lange termijn visie en voor afnemers van warmte. De hoge investeringskosten vormen daarbij wel een drempel en vragen een zorgvuldige voorbereiding van projecten. De techniek is volwassen en bewezen en wordt al decennia lang op commerciële schaal succesvol toegepast in o.a. Frankrijk, Duitsland en Turkije. In Nederland is sinds enkele jaren een start gemaakt met geothermie in de tuinbouw en woningbouw. Ontwikkelingsgroep Geothermie Noord-Brabant De Ontwikkelingsgroep Geothermie Noord-Brabant heeft zich ten doel gesteld om de succesvolle totstandkoming van geothermie projecten in Noord-Brabant mogelijk te maken en daarmee de warmtevraag grootschalig te verduurzamen. De volgende partijen nemen deel aan Ontwikkelingsgroep Geothermie Noord-Brabant: Brabant Water Gemeente Helmond Gemeente Tilburg Gemeente Eindhoven Gemeente s Hertogenbosch Provincie Noord Brabant Energie Beheer Nederland (EBN) Samenwerkingsverband Regio Eindhoven (SRE) Heineken DAF In 2010 heeft Ontwikkelingsgroep Geothermie Noord-Brabant opdracht gegeven aan IF Technology voor het uitvoeren van een grootschalig geologische onderzoek om de potentie voor geothermie van de Roerdalslenk in Noord-Brabant nader te bepalen. Ook de Stichting Kenniscentrum Bodem (SKB) heeft in het kader van het programma Duurzame ontwikkeling ondergrond financieel aan het onderzoek bijgedragen. De resultaten worden in bijgaande rapportage gepresenteerd. Onderzoeksgebied Uit eerdere onderzoeken bleek dat de geothermische potentie van de ondergrond in de Provincie Noord-Brabant groot is en dat de temperatuur op de meeste plekken voldoende hoog is om bestaande woningen en sommige industriële processen te bedienen. De voorliggende studie richt zich op een bodemlaag die qua temperatuur en doorlatendheid het meest perspectief lijkt te bieden, de Trias zandsteenlagen. In Figuur 1 is het onderzoeksgebied weergegeven in blauw. Figuur 1: Onderzoeksgebied in paars
Geologische setting De Trias zandsteenlagen hebben zich meer dan 200 miljoen jaar geleden afgezet in dikke pakketten in een zich toen vormend bekken in Noord-Brabant. Het bekkengebied wordt gekenmerkt door twee breukzones in noordwest-zuidoostelijke richting, waarlangs bewegingen plaatsgevonden. Het bekken heeft zich tussen deze breukzones gevormd. De Trias zandlagen bevinden zich in de slenk op een diepte van 1,5 tot meer dan 3 km. Zie Figuur 2 voor een dwarsdoorsnede van de aardkorst in zuidwest-noordoostelijke richting. Figuur 2: doorsnede van slenk ten noordwesten van Eindhoven. Potentieel geothermie De geothermische potentie van deze Trias zandlagen hangt vooral af van: De temperatuur van het water in de zandlagen. De dikte van de zandlagen. De doorlatendheid van de zandlagen voor water. De dikte van de zandlagen en hun doorlatendheid bepalen met welk gemak het aanwezige water uit de zandsteenlaag onttrokken kan worden. De zandsteen moet voldoende dik zijn en een hoge doorlatendheid hebben. De doorlatendheid hangt samen met het type en de wijze van afzetting. Na afzetting raakt de zandlaag steeds verder bedekt met opvolgende afzettingen. Naarmate de zandlaag
dieper wordt begraven, worden de afzettingen samengedrukt en neemt de doorlatendheid af. Ook spelen zich daarbij soms chemische processen af die de doorlatendheid verder kunnen beïnvloeden. Beschikbare gegevens Bij het bepalen van de geothermische potentie is het van belang te beschikken over voldoende gegevens van voldoende kwaliteit. Er is voor deze studie gebruik gemaakt van: Geologische gegevens uit olie- en gasputten. Geofysische gegevens van seismische metingen. Daarnaast is gebruik gemaakt van studies van o.a. TNO over de structurele geologie en de geologische afzettingsgeschiedenis van het gesteente en de daaropvolgende begravingsgeschiedenis; waarbij geanalyseerd is welke chemische en fysische processen die zich hebben afgespeeld tijdens de begraving. In Figuur 3 zijn de locaties van de olie en gas putten en van de seismische metingen (lijnen) getoond die zijn gebruikt bij de analyse. Het Waalwijk gasveld bevindt zich in het noordwesten van het studiegebied; daar is een seismische meting uitgevoerd welke een driedimensionaal beeld geeft van de ondergrond (groen vlak). Deze meting is van goede kwaliteit en is daarom gebruikt voor deze studie. In de rest van het gebied is alleen tweedimensionale seismische gegevens aanwezig, van variabele kwaliteit. Figuur 3: Gebruikte olie&gas putten in blauw en seismische gegevens in paars (2D) en groen (3D) In totaal zijn er in Noord-Brabant 35 putten geboord voor de olie- en gaswinning (in Nederland zijn er ongeveer 3000 diepe putten op land geboord). De putten in Noord-Brabant liggen vooral in het noordwesten en noorden van het onderzoeksgebied. Op sommige plekken in het onderzoeksgebied zijn dus veel meer gegevens beschikbaar dan op andere. Op deze plekken is de geothermische potentie van de Trias zandsteen met meer zekerheid vast te stellen dan op plekken waar de gegevens beperkt zijn of van slechte kwaliteit.
Conclusies Uit het detailonderzoek blijkt dat de dikte van de zandsteenlagen voor het gehele onderzoeksgebied voldoende is. Met name in het centrale deel van het bekkengebied (Den Bosch-Boxtel-Eindhoven) zijn hele dikke zandsteenpakketten aanwezig van enkele honderden meters dik. Deze zandpakketten zijn niet aaneengesloten en bestaat uit verschillen lagen, die van elkaar worden gescheiden door minder doorlatende lagen. Aan de flanken neemt de dikte van de Trias zandsteenlagen over het algemeen af, totdat de Trias niet meer aanwezig is (Nijmegen-Venlo en Breda). De temperatuur van de zandlagen neemt toe met hun diepte. In Figuur 4 is de temperatuurtoename met diepte (geothermische gradiënt) voor Noord-Brabant weergegeven. De figuur laat zien dat in Noord-Brabant de temperatuur iedere kilometer toeneemt met ruim dertig graden. In het onderzoeksgebied varieert de temperatuur van 50-150 C en is het hoogst in het midden van de slenk, waar het reservoir het diepst ligt. De temperatuur is voor het grootste deel van de slenk meer dan voldoende voor de toepassing van geothermie. Figuur 4: Geothermische gradiënt in Noord-Brabant De reservoireigenschappen van de Trias zandsteenlagen waren overwegend goed tijdens afzetting. Deze studie heeft echter aangetoond dat voor de diep begraven delen (> 2800 m) geldt dat de doorlatendheid sterk is verslechterd. In de rapportage wordt beschreven welke processen hieraan ten grondslag liggen en hoe ze de reservoirkwaliteit negatief hebben beïnvloed. Concluderend, er is vanuit de Trias zandsteenlagen met name potentie voor geothermie aanwezig aan de flanken van de slenk, zowel de zuidwest flank (Made - Tilburg) als de noordoost flank (Oss - Helmond). In het centrale deel van de slenk (Den Bosch Boxtel - Eindhoven) is in de onderzochte lagen onvoldoende potentie voor geothermie.
Aan de flanken van de slenk zijn ook breuksystemen aanwezig die de potentie voor geothermie in dit gebied naar verwachting verder zullen vergroten. De breuksystemen staan gearceerd in figuur 5. Figuur 5: potentieel geothermie Uitwerking locaties Voor een aantal locaties is de potentie van geothermie nader gekwantificeerd. Een overzicht van de uitkomsten is opgenomen in de rapportage. Van de voorkeurslocaties zoals aangegeven door de deelnemers hebben Made, Tilburg en Helmond een goed potentieel. Deze locaties bieden voldoende perspectief om vervolgstappen te zetten en één of meerdere geothermieprojecten te gaan ontwikkelen. Voor alle locaties geldt dat er beperkt gegevens voorhanden zijn. Hierdoor is de bandbreedte van de potentieelberekening nog relatief groot. Bij de vervolgstappen moet gekeken worden of deze bandbreedte verder kan worden verkleind. Vervolgstappen Naast het gebruik van reservoirgesteente bieden de natuurlijke breuksystemen aan de flanken van de slenk mogelijk ook potentie. Deze aanvullende potentie is niet onderzocht binnen deze fase. Ontwikkelingsgroep Geothermie Noord-Brabant werkt momenteel aan een onderzoeksvoorstel. Daarnaast zijn de volgende vervolgstappen voor Tilburg en Helmond in gang gezet: Nadere verkenning bovengrondse warmtevraag, al dan niet gekoppeld aan bestaande stadsverwarmingsnetten. Aanvragen opsporingsvergunning voor het toepassen van geothermie. Gesprekken met sleutelpartijen om te komen tot samenwerking. Opstellen business case. Opstellen communicatie strategie.