Aardwarmte (geothermie)

• een aardwarmtebron en -installatie;
• een (warmte)net om de warmte te vervoeren;
• eventueel een warmtepomp om de warmte op te waarderen maar de gewenste temperatuur.

Vanaf 500 meter diepte spreekt de Nederlandse wetgeving over geothermie, ofwel aardwarmte. Gebruik van warmte uit bodemlagen ondieper dan 500 meter noemen we bodemenergie. Op dit moment gebruiken vooral kassen en utiliteitsgebouwen geothermie, maar de mogelijkheden voor andere gebouwen en woonwijken worden steeds groter. 

De temperatuur die een geothermiebron kan leveren is afhankelijk van de diepte. Een voor Nederland gebruikelijke geothermiebron (2-3 km diepte) kan een warmtenet direct voorzien van warmte met een temperatuur van ongeveer 60-90 °C. Lagetemperatuur-geothermie (LTG) is het winnen van warmte op dieptes tussen 500 en 1.500 meter en levert gemiddeld een temperatuur van 40-50 °C. Bij ultradiepe-geothermie (UDG) wordt naar dieptes van 4 km of meer geboord. Deze vorm van aardwarmte levert een temperatuur van meer dan 120 °C.

In onze ondergrond zijn op sommige plekken (poreuze) zand- en gesteentelagen aanwezig die water bevatten dat kan worden opgepompt. Hoe dieper je in de ondergrond boort, hoe hoger de temperatuur van dit water. Of geothermie mogelijk is op een locatie, hangt in eerste instantie dus af van de aanwezigheid van lagen die dik en waterdoorlatend genoeg zijn om voldoende water op te pompen.

Om het warme water op een geschikte locatie te winnen, boort een boorbedrijf een productieput en een injectieput. De boorlocatie neemt bovengronds 0,6 tot 1 hectare (1 à 1,5 voetbalveld) in beslag. De installatie neemt 0,5 voetbalveld aan oppervlakte in beslag. De gerealiseerde putten samen noemen we een doublet. De productieput pompt het grondwater omhoog. Een warmtewisselaar in de bovengrondse installatie haalt de warmte eruit en geeft die af aan het warmtenet. Het afgekoelde grondwater gaat via de injectieput terug in dezelfde diepe aardlaag. Doordat de putten in de ondergrond op 1,5 tot 2 km afstand van elkaar staan, koelt de warmwaterbron nauwelijks af. 

Geothermie is niet afhankelijk van het weer, de wind of het seizoen. Het is daardoor een voorspelbare en betrouwbare warmtebron. Zo’n aardwarmtebron is vooral geschikt voor de levering van een constante hoeveelheid warmte die een groot deel van het jaar nodig is (basislast). Zo kan de bron continu aanstaan en blijven de kosten beperkt. Er is een back-up-installatie nodig voor tijdens storingen en onderhoud. 

Afhankelijk van de diepte en capaciteit van de bron kan geothermie warmte leveren voor 3.000 tot 10.000 woningen. Over het algemeen geldt hoe ondieper het systeem des te kleiner het aantal woningen. Ook de isolatiegraad en de leeftijd van de woningen spelen hierin een rol. Conventionele geothermie (2-3 km diepte) is direct geschikt voor oudere en minder geïsoleerde woningen en/of gebouwen en is daarmee een goede bron voor middentemperatuur- (MT) en hogetemperatuur-warmtenetten (HT). 

Ondiepere, lagetemperatuur-geothermie is interessant voor lagetemperatuur (LT)-warmtenetten bij nieuwere woningen. Door het water met collectieve warmtepompen op te waarderen (verder op te warmen), kun je een lagetemperatuur-geothermiebron koppelen aan MT- of HT-netten. 

Warmteopslag kan, onafhankelijk van het temperatuurniveau, belangrijk zijn voor het functioneren van een geothermiebron in het warmtesysteem. In de zomer is de vraag naar (geothermische) warmte lager en in de winter hoger. Met seizoensopslag op hoge temperatuur (HTO) of midden temperatuur (MTO) is overtollige warmte uit diepe aardwarmtebronnen tijdens de zomer op te slaan in de ondiepere ondergrond. Deze warmte is in de winter te gebruiken om te verwarmen. 

Geothermie is een van de schoonste duurzame warmtebronnen. Geothermie is een hernieuwbare CO₂-vrije energiebron. De CO₂-uitstoot van geothermie is ongeveer 90% lager dan bij cv-ketels die gebruikmaken van aardgas. Geothermie is niet volledig CO₂-neutraal, omdat geothermiepompen bijvoorbeeld elektriciteit gebruiken voor het oppompen en injecteren van water. De hoeveelheid gebruikte elektriciteit is weinig in vergelijking met grootschalige toepassing van individuele warmtepompen. Geothermie helpt daarom ook bij het tegengaan van netcongestie. 

Het opgepompte (formatie)water kan kleine hoeveelheden opgelost aardgas bevatten. Dit gas wordt vaak gebruikt in een warmtekrachtkoppeling voor extra verwarming van het water en elektriciteit voor de pompen. Het gas kan ook met het retourwater terug in de bodem worden gebracht. 

Door de aardwarmteproductie koelt de ondergrond rond de injectieput op de lange termijn (30-40 jaar) af. Als de watertemperatuur te ver daalt en de productie stopt, kan mogelijk vanaf dezelfde locatie een nieuwe put worden geboord. Het opnieuw opwarmen van de ondergrond rond een injectieput duurt enkele tientallen jaren.

Het opgepompte water kan erg zout zijn, maar wordt nadat de warmte is onttrokken door een warmtewisselaar teruggepompt in de oorspronkelijke laag. Het is belangrijk dat het diepere zoute formatiewater niet in contact komt met het ondiepe (zoete) grondwater. In beschermde natuurgebieden en drinkwaterwingebieden mag je daarom niet boren. Omdat het opgepompte water teruggepompt wordt, blijven de volumeverschillen in de ondergrond klein en is er geen bodemdaling. Het seismisch risico is laag voor goed doorlatende lagen die wegblijven van actieve breukzones. Bij actieve breukzones is meer onderzoek nodig.

Exploitant geothermiebron en warmtenet

Vanaf het begin van een project is een gespecialiseerde geothermie-ontwikkelaar nodig. Geologische kennis van de ondergrond is namelijk essentieel om het thermische vermogen van het reservoir in te schatten en omdat specifieke technische kennis nodig is om reservoirs aan te boren en de warmte te winnen. 

Voor de geothermiebron (operator) en het warmtenet is een exploitant nodig. Dat kan één (nieuwe) partij zijn of de gemeente in samenwerking met die partij. 

Gebouweigenaar/bewoner

Aardwarmte wordt geleverd via een warmtenet, dus er is een warmtenetaansluiting nodig. De woningeigenaar betaalt meestal een eenmalige bijdrage aansluitkosten (BAK) voor de aansluiting. De eigenaar/bewoner gaat een leveringscontract aan met de warmteleverancier. Dit valt in de regel onder de warmtewet. De warmtewet wordt, naar verwachting op 1 januari 2026, de Wet collectieve warmte (Wcw). Aan radiatoren, vloerverwarming of temperatuurregeling verandert niets. Of extra isoleren nodig is, hangt af van het type gebouw, de staat van onderhoud en het temperatuurniveau van het warmtenet.

Gemeente

Er zijn gemeenten die zoeken naar partijen die de exploitatie van een geothermiebron en een warmtenet willen oppakken. Gemeenten kunnen 2 rollen vervullen. De 1^e rol is die van regievoerder. Dit houdt in dat zij bijvoorbeeld het warmteprogramma opstellen, kavels vaststellen en een publiek warmtebedrijf aanwijzen. In het geval van geothermie is er vaak sprake van een groot afzetgebied, wat betekent dat er regionale afstemming nodig is. De rol van de gemeente kan beperkt blijven tot regiehouder, als de businesscase voor andere stakeholders interessant is. De 2^e rol is die van aandeelhouder. Vanuit die positie kunnen gemeenten ook betrokken zijn bij de ontwikkeling van geothermie.  

Vergunningverlener 

De operator die het geothermiedoublet aanlegt en exploiteert, staat onder toezicht van het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) om schade aan de omgeving te voorkomen. Geothermie valt onder de mijnbouwwet, met het ministerie van Klimaat en Groene Groei (KGG) als bevoegd gezag. Het SodM adviseert KGG over risico’s en controleert of afspraken worden nagekomen.

Netbeheerder

Voor de netbeheerder van elektriciteit verandert er niets. Een gasnet wordt mogelijk geleidelijk afgeschaft.

Energie Beheer Nederland (EBN)

Per 1 juli 2023 zijn partijen die aardwarmte willen ontwikkelen verplicht om EBN uit te nodigen om een belang te nemen van 20% tot 40% in de ontwikkeling en realisatie van aardwarmteprojecten.

Onze ondergrond heeft voldoende energie voor de gehele Nederlandse warmtevraag. Het gebruik van aardwarmte is nu nog beperkt, omdat de warmte moeilijk bereikbaar en duur is. Warmtenetten op middentemperatuur op basis van geothermie vragen grote investeringen, terwijl vaak pas na het boren duidelijk is hoeveel warmte de bron kan leveren. De kosten van het boren van een geothermiedoublet en het bouwen van de bovengrondse installatie zijn afhankelijk van de omvang en diepte van de bron, maar vraagt over het algemeen een investering van enkele tot tientallen miljoenen. Dit is alleen kosteneffectief als je duizenden woningen aansluit en de winningslocatie in de buurt is. Ondiepere LT-geothermie is inzetbaar bij een lager aantal woningen en de realisatie is over het algemeen goedkoper. Maar de warmte moet dan mogelijk wel opgewaardeerd worden met een warmtepomp.

De overheid stimuleert geothermie onder andere met de SDE++-regeling (Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie). Dit is een exploitatiesubsidie die kan helpen de ‘onrendabele top’ weg te nemen. Daarnaast biedt de overheid een garantieregeling (RNES Geothermie). Hiermee kunnen projectontwikkelaars zich verzekeren tegen gevallen waarbij het vermogen van de gerealiseerde bron - als gevolg van geologische onzekerheden - lager is dan op voorhand berekend. In het jaar 2025 wordt deze regeling geëvalueerd en mogelijk opnieuw opengesteld. 

Specifiek voor LT-geothermie is tussen 2025 en 2029 ook budget uit het Klimaatfonds beschikbaar. Dit geld wordt gebruikt om LT-geothermieprojecten en -innovaties te ondersteunen en stimuleren in de gebouwde omgeving. De opzet van dit programma wordt op dit moment uitgewerkt.

In Nederland zijn 28 aardwarmteprojecten waar boringen zijn gerealiseerd, met in totaal ongeveer 40 doubletten. De sector werkt aan optimalisatie en innovaties:

• Bedrijven kijken naar ondiepere boringen (LTG). De aanleg is goedkoper, maar de temperatuur is lager. Een LT-net moet dit opgepompte water gebruiken, of de watertemperatuur moet verhoogd worden met een warmtepomp. Er wordt onderzoek gedaan naar het uitbreiden van ‘gesloten bodemenergie’ naar dieptes groter dan 500 meter. Het vermogen dat dit per boring oplevert, is minder dan bij conventionele ‘open’ systeemontwerpen. Maar de techniek heeft als voordeel dat er geen afhankelijkheid is van de doorlatendheid van ondergrondse lagen.
• Om de wetgeving passender te maken, heeft het Rijk in 2023 de Mijnbouwwet geactualiseerd. Zo is de deelname van EBN verplicht bij nieuwe vergunningen. Hiermee vergroot je de kennis- en kapitaalsbasis van geothermiebedrijven en -projecten.
• Met het SCAN-programma brengt EBN de Nederlandse ondergrond in kaart in gebieden waar weinig bekend over is. Dit wordt onder andere gedaan met seismisch onderzoek en proefboringen. De kennis die wordt opgedaan over de ondergrond vergroot de kans op succesvolle implementaties van concrete geothermieprojecten.
• Nieuwe boormethoden en nieuwe verbuizing van de geothermieputten zijn innovaties die aardwarmte goedkoper en duurzamer maken. En onder aanvoering van Geothermie Nederland, EBN en TNO werken 23 partijen in de aardwarmtesector van 2024 tot 2028 gezamenlijk aan een breed innovatieprogramma Geo4all.

• Aardwarmte | Ammerlaan
• Geothermie Delft | Geothermiedelft.nl
• Haagse Aardwarmte - Leyweg | Haagse Aardwarmte
• Projecten | Mijnwater.nl
• Eavor Loop Tilburg | Eavor
• Meer bestaande geothermie-installaties | Geothermie Nederland

• Duurzaamheid van geothermie | TNO
• Regionale potentie van geothermie | ThermoGIS
• Ondiepe en conventionele aardwarmte | EBN.nl
• Voor overheden - Alles over Aardwarmte | Allesoveraardwarmte.nl