Om aardwarmte te winnen moeten we dieper de aarde in (500 m tot 4 km); op die diepte heeft het water een temperatuur van 55 tot 120 °C. Dan kan worden gebruikt om je huis te verwarmen zonder dat je een warmtepomp nodig hebt.
Ondiepe bodemenergie (tot 500 meter diep)
Ondiepe bodemenergie is lage temperatuur warmte (15-20°C) en koude (6-10°C) uit de bodem. De warmte en koude worden gewonnen uit en opgeslagen in aquifers.
De 'ongestoorde' bodemtemperatuur (tussen de 2 en 200 meter diepte) ligt in Nederland ongeveer tussen de 8 °C en 14 °C (met ongestoord bedoelen we, zonder dat er gebruik wordt gemaakt van bodemenergie). Vaak zien we dat de temperatuur in stedelijke gebieden iets hoger ligt dan op het platteland.
Aardwarmte is warmte die in de ondergrond aanwezig is. In Nederland is op 100 meter diepte de temperatuur ongeveer 11-12 graden en constant. Deze warmte kan met aardwarmtepompen worden gewonnen door het water op te pompen.
Aardappelen werden ingekuild met een dikke laag aarde om ze te beschermen tegen vorst. De temperatuur in de bodem en dieper in de aarde neemt gestaag toe. Op 1-2m diepte varieert de temperatuur nog met de seizoenen maar dieper dan 15m is de temperatuur al zo'n 10-12 C constant.
Hoe diep gaat een warmtepomp de grond in? De diepte is afhankelijk van de captatietechniek: Horizontale captatie: ongeveer 1,2 meter diep, over een grote oppervlakte. Verticale captatie: tot 150 meter diep, op één of meerdere boorpunten.
Warmte uit onze ondergrond is een duurzame vorm van energie. Voor aardwarmte moet honderden meters tot een paar kilometer diep geboord worden. Uit de diepte wordt warm water omhoog gepompt.
Een warmtepomp die zijn warmte onttrekt aan het grondwater of aan de aarde heeft voor een goede werking een bronput nodig. Deze moet worden geboord in jouw tuin. De put kan op meerdere dieptes komen te zitten. Heb je een put van meer dan 50 meter, dan is er een vergunning nodig voor deze put.
Het afgekoelde water gaat terug de grond in en kan later weer worden gebruikt als de aarde het daar van nature weer heeft opgewarmd. 1 van de voordelen van aardwarmte is dat het dus nooit opraakt.
Bij geothermie, ofwel aardwarmte wordt water van grote diepte uit de ondergrond opgepompt. Dit water is erg warm: hoe dieper in de bodem, hoe hoger de druk is en des te warmer het water. Met een warmtewisselaar kan de warmte vervolgens uit het water worden onttrokken en omgezet worden in energie.
Gemiddeld bedraagt de geothermische gradiënt in Nederland ongeveer 30 °C per duizend meter. Op tweeduizend meter diepte bedraagt de gemiddelde temperatuur ongeveer 70 °C.
Kostbare investering: aardwarmte is een dure investering, relatief 'jonge' technologie. Samenwerking noodzakelijk: om aardwarmte kosteneffectief te winnen, moeten er duizenden woningen (en/of meerdere bedrijven) worden aangesloten in de buurt van de winningslocatie.
Diepste boorgat ooit
Het diepste boorgat blijft nog altijd het gat dat Rusland boorde in het schiereiland Kola, in het noordwesten van het land. In 1989 bereikten onderzoekers daar een diepte van ruim 12 kilometer onder het aardoppervlak.
De gangbare diepte voor geothermie is echter maximaal 150 m diep. In de praktijk situeert de boring zich tussen 60 en 150 m diepte.
Om het gas te bereiken gaat een boor verticaal naar 3 tot 4 km diepte, waarna de boor zich horizontaal een weg door het gesteente zoekt. Met veel water, zand en chemicaliën vindt onder hoge druk het kraken van het gesteente plaats.
Een aardwarmtepomp of de grond gebonden warmtepomp onttrekt warmte uit (een waterbron in) de grond, of in sommige gevallen uit oppervlakte water. De warmtepomp waardeert de opgenomen warmte op tot een gewenste temperatuur. De bron die wordt geboord is maximaal 150 meter diep.
Volgens Imthorn is dit een kostbare aangelegenheid, het boren tot 200 meter kost 25 à 30 euro per meter, bij heel diep boren gaat het om duizenden euro's per meter. Dergelijke investeringen zijn alleen terug te verdienen als je bijvoorbeeld hele woonwijken op deze manier van warmte kunt voorzien.
De binnenkern van de aarde is een massieve bal van ijzer en nikkel. De druk in die kern is zó groot dat 'ie - ondanks de enorme hitte - niet smelt. In de buitenkern is de druk minder groot, daar is de massa wél gesmolten. Om de aardkern heen zit een dikke laag gesteente die ook heel heet is.
De investering voor de projectmatige aanleg van een aardwarmtesysteem inclusief warmtepomp bedraagt circa € 19.100,- (exclusief subsidies en vloerverwarming). De meerprijs van het aardwarmtesysteem is €16.800,-. Bij een jaarlijkse besparing van € 1.280,- is de terugverdienperiode 13,1 jaar.
Door de boringen naar olie en gas zijn de diepten tussen 2 en 3 km in een groot deel van Nederland aardig bekend; de lagen tussen 2 en 3 km levert warmte op van 70-90 graden C (een stukje onder het maaiveld is het ca. 10 graden C en 2 km van 30 graden/km geeft inderdaad ca. 70 graden C).
Voor een grondboring mag je rekenen op 5.000 à 6.500 euro. Bij een water-water warmtepomp zit je op die manier al snel aan een totale installatiekost van 15.000 euro.
Een warmtepomp kan via deze bodemlussen warmte onttrekken en deze afgeven op een hogere temperatuur, zodat je je huis ermee kunt verwarmen. Helaas is professioneel boren van zo'n bron vrij duur: ca. € 8000 voor een gewoon huis.
Je betaalt tussen de €15.000 en €25.000 inclusief installatiekosten voor de bodem-water warmtepomp. De exacte prijs is hierbij onder andere afhankelijk van het soort buizennetwerk (horizontaal of verticaal) dat aangelegd moet worden.
Een kelder is een goede plaats om een all-electric warmtepomp te plaatsen. Hierbij is het wel belangrijk dat het benodigd leidingwerk aanwezig is en dat de buitenunit in de buurt van het binnendeel wordt geplaatst. De kelder heeft vaak als voordeel dat u geen last heeft van het geluid.
De luchtwarmtepomp is met name bij woningenbouw een effectievere oplossing en heeft aan de lucht een onuitputtelijke bron. Een aardwarmtepomp is een stuk duurder en daardoor minder makkelijk terug te verdienen.