Auberginekwekerij Greenbrothers in Zevenbergen heeft een primeur: het teeltbedrijf maakt als eerste partij in Nederland gebruik van ondiepe geothermie. Visser & Smit Hanab – een VolkerWessels-onderneming – verzorgde de uitvoering van het pioniersproject, waarbij lagetemperatuur-aardwarmte (kortweg LTA) de kassen van Greenbrothers verwarmt. De LTA-installatie maakt hiervoor gebruik van aardwarmte met een temperatuur van 31 °C die met een warmtepomp kan worden opgewaardeerd naar 60 °C.
LTA is een nieuw type geothermie dat de voordelen van een wko-systeem verenigt met die van diepere geothermie, terwijl het niet de bekende nadelen heeft van deze vormen van duurzame warmtewinning. Door de winning van water uit relatief ondiepe aardlagen, is de temperatuur van dat water wel ‘slechts’ rond de 30 °C, waardoor opwaardering van de warmte noodzakelijk is.
Overwegingen
Een onderzoek van DLVGE, KEMA en IF Technology naar energie uit minder diepe lagen in 2014, bracht de potentie van LTA aan het licht. Ronald-Jan Post, energiemanager bij Greenbrothers, was een van de personen die bij dit onderzoek was betrokken. ‘Op basis van het onderzoek konden verschillende bodemkaarten worden gemaakt, waaruit ook de mogelijkheden voor Zevenbergen naar voren kwamen. Dit bracht ons op het spoor van LTA, met Visser & Smit Hanab (V&SH) als uitvoerende partij, voor de duurzame verwarming van onze kassen.’
‘De keuze voor LTA was uiteraard niet van de ene op de andere dag gemaakt’, aldus Post. ‘Het principe van LTA was nooit eerder toegepast en zo’n pioniersproject brengt onzekerheden en risico’s met zich mee. We keken daarom met Greenbrothers ook naar alternatieven, zoals restwarmte uit Moerdijk of het bouwen van een vergistingsinstallatie. Maar alle voor- en nadelen in ogenschouw nemend, kozen we uiteindelijk toch voor LTA.’
Logische keuze
Mark de Vrieze, projectmanager bij V&SH, geeft aan dat die keuze bij het project van Greenbrothers voor de hand lag. ‘De doelstelling van Greenbrothers was om de kassen op een duurzame manier te verwarmen. Zowel wko als diepe geothermie waren daarbij geen optie. Omdat Greenbrothers enkel behoefte had aan duurzame warmte en bijna geen koudevraag had, was een wko-installatie geen realistische keuze.’
Ook diepe geothermie was geen optie voor de duurzame invulling van de verwarming van de kassen. ‘Het is geologisch onmogelijk om in Zevenbergen diepe geothermie toe te passen’, zegt De Vrieze. ‘In de zoektocht naar mogelijkheden voor een rendabele verduurzaming ben je altijd afhankelijk van de omgeving. Voor Greenbrothers betekende dit dat LTA de beste oplossing was om de kassen duurzaam te verwarmen.’
Speciale boormethodiek
V&SH verzorgde de boring voor de ‘ondiepe geothermie’, zoals LTA ook wel wordt genoemd. Het bedrijf boorde daarvoor naar de aardlaag ‘Brussels Zand’ die in Zevenbergen op ongeveer 700 m diepte ligt. Om de aardwarmte op rendabele wijze uit het Brussels Zand te onttrekken, ontwikkelde V&SH een speciale boormethodiek. ‘De zandlaag waar we de warmte uit halen, is relatief dun’, licht De Vrieze toe. ‘Als we zouden kiezen voor verticale filters, zou de temperatuur van het water in combinatie met de hoeveelheid water die we dan kunnen oppompen niet in verhouding staan tot de kosten.’
V&SH ontwikkelde daarom een methode om de filters horizontaal in het Brussels Zand te boren en plaatsen. Deze techniek is enigszins vergelijkbaar met gestuurde boringen voor leidingen en kabels onder bijvoorbeeld rivieren en wegen. De Vrieze: ‘We boren daarbij vanaf een bepaald punt twee putten in tegenovergestelde richting van elkaar schuin naar beneden. Hierdoor ontstaat er genoeg ruimte tussen beide putten, zonder dat we enorm diep hoeven te gaan. Vervolgens boren we een stuk horizontaal en plaatsen daar de filters. Door de filters horizontaal toe te passen, kunnen we over een veel grotere afstand warm water onttrekken. Met dit grotere debiet en de lagere temperatuur in deze minder diepe aardlagen resulteert dit in voldoende vermogen.’
Voordelen
Het gebruik van LTA brengt volgens De Vrieze meerdere voordelen met zich mee. ‘Door de relatief lage temperatuur en de samenstelling van het water dat we omhoog pompen, is er veel minder corrosie bij dit project dan bij diepe geothermie. De leidingen hoeven hierdoor niet uit extra weerbare materialen te bestaan, waardoor de kosten voor materialen en onderhoud significant lager zijn. Daarnaast hoef je ook geen inhibitors of chemicaliën toe te passen.’
‘De minder diepe boring zorgt er ook voor dat dat we niet te maken hebben met licht radioactieve stoffen’, vervolgt De Vrieze. ‘Verder is de hoeveelheid gas in het water dat we oppompen minimaal: ongeveer 0,06 kuub opgelost gas per kuub water. Dat is dermate weinig dat we het hele systeem gesloten houden en er geen ontgassing nodig is. Dit heeft op zijn beurt weer een positief effect heeft op de corrosie en eventuele neerslag in de injectieput.’
Kinderziektes
De totstandkoming van de LTA-installatie had zowel letterlijk als figuurlijk heel wat voeten in de aarde. ‘Het was de eerste keer dat een dergelijk project werd gerealiseerd’, vertelt Post. ‘Bij projecten waarbij technieken en werkwijzen voor het eerst worden toegepast, krijg je vaak met kinderziektes te maken. Dat was ook bij ons het geval.’
Een van de tegenslagen waar het project mee te maken kreeg, was de lekkage in het reservoir, waardoor zand in de buizen lekte. Post: ‘Door die lekkage raakten de buizen verstopt met zand. Nadat we het lek hadden gevonden, is deze hersteld en zijn de buizen gestofzuigd zodat we weer verder konden.’
Terugvalscenario
De projectgroep kreeg naast de lekkage ook te maken met een tweede uitdaging: de bronpomp die het warme water omhooghaalt, liep vast en pompte geen water meer op. De Vrieze: ‘De oplossing is in theorie simpel: de pomp vervangen voor een nieuwe en weer verder gaan. In de praktijk is het echter een hele operatie om zo’n pomp te vervangen.’
Post vult aan: ‘Bij de vervanging van de pomp, merkten we wel dat dit project echt verschilt van projecten met bovengrondse installaties.’ De Vrieze: ‘Zoiets kost tijd en geld, zoals eigenlijk alles wat afwijkt van de theorie tijd en geld kost. Het is daarom belangrijk dat je voor dit soort situaties verschillende terugvalscenario’s voorbereidt. De ervaringen die we nu hebben opgedaan, zijn hiervoor zeer waardevol.’
Resultaten
De doelstelling van Greenbrothers was om de CO2-uitstoot voor de verwarming van de kassen met 80 % te verlagen. ‘Het lijkt erop dat we die doelstelling gaan halen, al is het nog te vroeg om dit met zekerheid te zeggen’, geeft Post aan. ‘De installatie is sinds december 2019 actief, dus deze draait nog iets te kort om definitieve conclusies te trekken over de prestaties. We zijn momenteel nog bezig met het finetunen van het systeem.’
De Vrieze: ‘Met de ondiepe geothermie wekken we jaarlijks 25.000 MWh aan energie op en daar komt de opwaardering van de warmte via de warmtepompen nog bij.’ De warmtepompen waar De Vrieze op doelt, worden in serie ingezet; een modulair warmtepompsysteem dat bestaat uit drie warmtepompmodules zorgt voor een goede opwaardering van de aardwarmte met behoud van een goed rendement. Het resultaat mag er zijn: een jaarlijkse besparing van 9.000 ton aan CO2.
Geschikte oplossing
Post is tevreden met de resultaten van de opgeleverde LTA-installatie. ‘We zijn de eerste partijen die dit hebben gedaan. Natuurlijk zijn er voor een volgend project verbeterpunten denkbaar, maar dat is altijd als je met nieuwe technieken aan de slag gaat. Het mooie is dat bij een volgend project met LTA die informatie alvast beschikbaar is. We kunnen met deze installatie onze kassen jaarrond op een duurzame manier van warmte voorzien, dus voor ons is LTA een mooie oplossing. Ik ben benieuwd welke rol LTA in de toekomst bij andere vraagstukken kan spelen.’
Openingsfoto en luchtfoto: Carel Kramer Fotografie.
Heb jij ‘n tip voor deze rubriek? Stuur je suggestie naar demakersvanmorgen@technieknederland.nl!
