De potentie, ofwel het duurzaamheidsperspectief, van ondergrondse warmteopslag met open bodemenergiesystemen is groot. En zeker als we die warmte de komende jaren vaker met hogere temperaturen kunnen opslaan. Dat was de conclusie van een workshop die het Gebruikersplatform Bodemenergie recent organiseerde. Het bedrijf Koppert Cress in het Westland, waar bodemenergie een essentiële rol speelt in de verduurzaming, vormde bij die bijeenkomst het sprekende voorbeeld.
Koppert Cress is een innovatief tuinbouwbedrijf dat al jaren bezig is om zijn teelt zo duurzaam en energiezuinig mogelijk te maken. “Eigenlijk al vanaf dat ik aan het roer van dit bedrijf stond, ben ik me gaan verdiepen in manieren om de teelt energiezuiniger te maken”, vertelde oprichter Rob Baan. “Daarbij liet ik mij zeer goed informeren door gespecialiseerde leveranciers. Mede op basis van hun advies zijn we al vele jaren geleden begonnen met warmte- en koudeopslag in de bodem; iets wat toen in de tuinbouw nog vrijwel niet werd gedaan.” Omdat de tuinbouw veel warmte van een middelhoge temperatuur gebruikt, onderzocht Koppert Cress met haar leveranciers ook al vroeg de mogelijkheid om een MTO-systeem (Middelhoge Temperatuur Opslag) te realiseren. Uiteindelijk mocht ze van de provincie een MTO-systeem als pilot aanleggen en exploiteren.
Een logische investering
Een MTO-systeem is, net als een WKO, een open bodemenergiesysteem, maar bij MTO wordt de warmte in de bodem op een hogere temperatuur opgeslagen, tot circa 50oC. Dit gebeurt bij Koppert Cress in de derde watervoerende laag. “Een bodemenergiesysteem is uiteindelijk zo’n logische investering. En het is echt een fantastisch systeem. Ook door de keuze van de aardlaag is dit een systeem met heel weinig storingen. Voor ons is het een cruciaal onderdeel in ons streven om al in 2025 volledig energieneutraal te kunnen zijn”, vertelde Baan. De technische realisatie en exploitatie van al die innovatieve en duurzame systemen bij Koppert Cress vallen onder de verantwoordelijkheid van Bart van Meurs en zijn collega Leen van Leeuwen. Daarbij houdt Van Meurs zich vooral bezig met de ontwikkeling en implementatie van de innovaties. Die innovatieve ontwikkelingen, maar ook het uitdragen van de verduurzaming en de technieken, zijn binnen de holding van Koppert Cress in een aparte divisie ondergebracht, Division Q. “We willen uiteindelijk CO2-negatief worden”, zo vertelde Van Meurs, “dus dat wil zeggen dat wij in onze producten straks meer CO2 vastleggen dan dat we in onze hele bedrijfsvoering uitstoten. Bodemenergie op een middelhoge temperatuur is daarvoor essentieel. En als aanvulling daarop krijgen we het komend jaar nog een aansluiting op geothermie, een netwerk dat we met vele glastuinders in de regio samen realiseren.”
Bovenstaande figuur toont het toegenomen rendement bij Koppert-Cress, door omzetting van de WKO in MTO. Deze omzetting zorgt voor een verdubbeling van het temperatuurverschil (deltaT) tussen de warme en de koude bronnen. Dat betekent dat er per m³ verpompt grondwater tweemaal zoveel energie wordt verplaatst en dat draagt bij aan een significant betere prestatie, en dus verduurzaming, van dit systeem.
Verschillende temperatuurtrajecten
Peter Oerlemans, bodemspecialist bij IF Technology, kwam tijdens deze workshop ook uitgebreid aan het woord en nam de bezoekers mee in de specifieke kenmerken, de kansen en de juridische aspecten van middelhoge- en hogetemperatuuropslag (MTO en HTO). Voor zowel MTO als HTO gelden andere geohydrologische randvoorwaarden dan voor een WKO. Daarnaast spelen er een aantal belangrijke juridische uitdagingen bij de ontwikkeling van MTO en vooral HTO. Het verschil tussen deze vormen van opslag zitten hem in het temperatuurtraject. Een WKO heeft een temperatuur van 5 – 25oC. Ruim 99% van de open bodemenergiesystemen in ons land betreft een WKO. Een MTO-systeem kent een temperatuurtraject van de opgeslagen warmte van 25 – 50oC. Hiervan zijn er een tiental in Nederland. En sinds 2021 bestaat er in ons land één HTO-systeem, dat succesvol warmte in de bodem opslaat met een temperatuur tot 90oC. Dat ene HTO-systeem is gevestigd in glastuinbouwgebied Agriport A7 in Middenmeer, en wordt gebruikt om in de zomer beschikbare geothermische warmte op te slaan in de HTO (85°C), zodat het in de winter weer kan worden teruggeleverd aan de kassen. Hiermee wordt de inzet van gasgestookte centrales teruggedrongen en de prestaties van de duurzame geothermiesystemen verbeterd.
Voordelen van MTO-systeem
“Een belangrijk voordeel van een MTO-systeem, zoals dat bij Koppert Cress is gerealiseerd, is dat er geen waterbehandeling nodig is”, vertelde Oerlemans. “Bij de hogere temperaturen (HTO) kan kalkneerslag optreden en dat vormt een risico bij de exploitatie. Een ander voordeel van MTO is dat de teruggewonnen temperatuur hoger is dan bij WKO, waardoor de warmtepomp efficiënter wordt. En: in een wereld zonder gas wil je zoveel mogelijk overtollige warmte kunnen benutten. Het grote voordeel van MTO is dat er vaak veel warmtebronnen voor handen zijn die je kunt benutten om een MTO-systeem te voeden.” Dat is ook bij Koppert Cress aan de hand. Onder andere zonnewarmte maar ook aquathermie vormen bronnen waarmee zij hun MTO-systeem voeden. Zo realiseerde Koppert Cress samen met een toeleverancier een ‘low tech’ zonthermiesysteem, Hortizon genaamd. Feitelijk zijn het kleine ‘kassen’ van 2 x 6 meter op het dak van de inpakloods waarin de zon de collectorleidingen met water tot circa 45oC opwarmt. Deze geoogste zonne-energie wordt vervolgens opgeslagen in het MTO-systeem in de bodem, zodat ze die warmte later in de kassen kunnen gebruiken.
Schematische visualisatie van de ondergrond en de temperatuurseffecten bij de HTO in Middenmeer, het enige operationele HTO-systeem van Nederland. Daar wordt in de zomer beschikbare geothermische warmte (85°C) opgeslagen in de HTO, om het in de winter weer terug te leveren ter verdringing van de gasinstallaties. De figuur geeft een schematisch beeld van de bodemopbouw, diepte en de thermische effecten bij deze warmteopslag in jaar 1.
Voorlopig Afwegingskader beschikbaar
In het tweede deel van zijn presentatie richtte Oerlemans zich vooral op de procedurele en juridische aspecten. Door de hogere opslagtemperatuur vallen MTO en HTO buiten de standaardregels die voor open bodemenergie zijn opgesteld. Daarom is voor de aanleg en exploitatie van een MTO en zeker voor een HTO een speciale vergunning nodig van de provincie. In de regel mag men deze systemen nu alleen aanleggen als pilot. Maar, zo zei Oerlemans, “MTO en HTO zijn niet nieuw. Na de oliecrises is in de jaren ’80 en ’90 veel onderzoek uitgevoerd naar HTO en de lopende pilots leveren essentiële praktijkdata op. Voor MTO lijken de effecten op de samenstelling van het grondwater relatief beperkt te blijven. Bij HTO is de opwarming van de ondergrond groter en dus ook de effecten. Met de recente kennis over HTO is binnen het WarmingUP programma samen met enkele provincies toegewerkt naar een ‘voorlopig afwegingskader voor de vergunningverlening van HTO’; een soort handleiding die initiatiefnemers en provincies kunnen volgen om de vergunningsprocedure te stroomlijnen. Zo staan er voorbeeldvoorschriften in met de meetparameters die vanuit de wetenschap relevant zijn om bij HTO-systemen te meten. Nederland is wereldwijd koploper in WKO, en dat biedt ons de mogelijkheid om ook de stap naar MTO en HTO te maken met alle duurzaamheidsvoordelen van dien.” Oerlemans heeft goede hoop dat, mede door dit afwegingskader, de vergunningverlening voor MTO en HTO op korte termijn veiliger, consequenter en laagdrempeliger wordt in ons land.
Gebruikersplatform Bodemenergie
Voor het Gebruikersplatform Bodemenergie ligt het primaire belang bij kennisoverdracht en discussie. Het platform bestaat inmiddels 9 jaar en heeft in die periode vele tientallen workshops, webinars, bijeenkomsten, seminars en symposia georganiseerd. Ook ontwikkelde zij de WKO-scan, de Second Opinion en het Spreekuur voor gemeenten. Verder zorgt het Gebruikersplatform tegenwoordig voor bemiddeling tussen opleidingen en het bedrijfsleven. Tot slot organiseert het gebruikersplatform, samen met de Brancheorganisatie Bodenenergie, cursussen die zich ook specifiek richten op eindgebruikers. Kijk voor meer informatie op www.gebruikersplatformbodemenergie.nl
