Onder de aardkorst is de aarde heel warm: in het midden loopt de temperatuur op tot meer dan 4000°C en in de aardmantel (tussen 70 en 700 km diepte) bedraagt de temperatuur 500 à 1000°C.
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.
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.
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.
Een deel van de gesteenten in de bovenste kilometers van de aardkorst is poreus en gevuld met water. Op twee tot drie kilometer diepte bevindt zich dus water met een temperatuur van wel 70 tot 100 ˚C. De energie die in dit warme water zit wordt 'aardwarmte' of 'geothermie' genoemd.
De temperatuur van de aarde is op 150 meter diepte constant 8 à 10 graden. BEO staat voor: Boorgaten Energie Opslag. Een net van buizen waarin het water door de bodem gekoeld of verwarmd wordt, vormt als het ware een reusachtige chauffage onder de grond.
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).
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.
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.
Vanaf 500 meter diepte wordt in Nederland gesproken van aardwarmte. Vanaf 4000 meter diepte wordt gesproken van ultradiepe geothermie. Daarbij wordt water met hogere temperaturen omhoog gepompt dan tussen de 500 en 4000 meter het geval is. Voor deze techniek zullen eerst nog pilots moeten plaatsvinden in Nederland.
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. Het zit letterlijk onder onze huizen, maar we gebruiken die warmte nog maar heel weinig.
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.
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.
De putten gaan tot een diepte van zo'n 2000 á 3000 meter. “In Nederland is het ongeveer elke 100 meter dieper 3,2 graden warmer. Je begint met een oppervlaktetemperatuur van 10 graden. Dus op 1 kilometer diepte is het 42 graden, op 2 km diepte 74 graden, en zo verder.”
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.
Prijs aardwarmtepomp
Een aardwarmtepomp is een stuk duurder dan een luchtwarmtepomp. Dat heeft alles te maken met de bron die aangelegd moet worden, die doorgaans tussen de € 3.000,- en € 5.000,- kost voor een gesloten bron. Bij hogere vermogens en een open bron, zijn de kosten minimaal € 10.000,-.
De warmtewet bepaalt dat aardwarmte niet duurder mag zijn dan verwarming met aardgas. De kosten van aardwarmte zijn stabiel en voorspelbaar; de grootste kostenpost is de voorbereiding en aanleg van het systeem.
Hoeveel voorraad is er? De voorraad aardwarmte in de aarde is onuitputtelijk. Een specifieke geothermische bron levert niet oneindig warmte; die koelt namelijk na verloop van tijd af. Een geothermische bron gaat circa 30 jaar mee, afhankelijk van de eigenschappen van de ondergrond.
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 aardkern is het binnenste deel van de Aarde, dat zich uitstrekt van de onderkant van de aardmantel op zo'n 2900 km diepte tot aan het middelpunt van de Aarde op ongeveer 6370 km diepte.
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.
Dat komt omdat te temperatuur van het grondwater vrij constant is. Meestal ligt de temperatuur hiervan rond 10 à 14°C. Bij een diepte van 50 meter of meer wordt de temperatuur van het grondwater niet meer beïnvloed door de weersomstandigheden. Zomer of winter, de temperatuur is altijd nagenoeg gelijk.
Aardwarmte komt voor een relatief gering deel (30%) voort uit de restwarmte van de tijd van het ontstaan van de aarde (accretie), voor een groter deel (70%) uit radioactiefvervalprocessen, die in de aardkorst al vele miljoenen jaren voortdurend warmte hebben opgewekt en dit vandaag nog steeds doen.
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.