Aardwarmtesysteem met één boorgat (One hole geothermal systems)

Beschrijving

De huidige aardwarmteprojecten in Nederland zijn doubletsystemen. Een doublet bestaat uit een productie- en injectieput in dezelfde watervoerende aardlaag waar de warmte aan wordt onttrokken. Systemen met 1 boorgat worden momenteel op de markt gebracht (one hole geothermal systems). De meeste hiervan betreffen ondiepe projecten (tot 200 meter diep) maar recent worden ook diepe toepassingen geïntroduceerd. Op basis van bestaande projecten (ook mislukte) en literatuur wordt de toepassing en haalbaarheid van verschillende uitvoeringsvormen van aardwarmte met één boorgat geanalyseerd. 

Het onderzoek is uitgevoerd in het kader van de Kennisagenda aardwarmte.

Resultaten

In dit rapport staan de resultaten beschreven van een onderzoek dat is uitgevoerd naar de technische en financiële haalbaarheid van single hole geothermiesystemen.  De volgende single hole systemen zijn onderzocht (maximale diepte 2.500 m-mv):

• Bodemwarmtewisselaar (BWW)
  • Nieuw aan te leggen;
  • Gebruik makend van oude olie- en gasputten;
• Standing Column Well (SCW);
• Monobron.

Er is wereldwijd en ook in Nederland beperkte ervaring met diepe single hole systemen. De belangrijkste ervaringen zijn er met diepe BWW’s, veelal in onderzoeksprojecten. Er zijn geen systemen die op dit moment warmte leveren aan commerciële projecten.

Uit praktijkervaringen en modelstudies blijkt dat het thermisch vermogen van een BWW en een SCW respectievelijk 150 en 300 kW bedraagt. Het thermisch vermogen van een monobron ligt tussen de 1.000 en 1.500 kW. In vergelijking met systemen met ondiepe ( tot max 150 m-mv) bodemwarmtewisselaars (met warmtepompen) leveren  de diepe bodemwarmtewisselaars en Standing Column Wells warmte die een factor 2 tot 4 duurder is. Dit grote prijsverschil en het feit dat er veel ervaring is met ondiepe bodemwarmtewisselaars, maakt dat  de markt voor diepe bodemwarmtewisselaars en Standing Column Wells in Nederland beperkt is. Wellicht zijn oude  olie- en gasputten economisch interessant; de afstand tussen de put en de warmtevraag  is hierin sterk bepalend.

Monobronnen kunnen tussen de 1,0 en 1,5 MW aan thermisch vermogen leveren voor een kostprijs van 0,2 tot 0,4 €/kWh (nog zonder SDE-subsidie).  Hiermee zijn ze in prijs vergelijkbaar met ondiepe bodemwarmtewisselaars (tot ca. 150 m-mv). Wel is de warmte twee keer zo duur als hetgeen met een geothermisch doublet kan worden geproduceerd.  Een doublet heeft echter een warmte-afzet nodig van tussen de 5 en 10 MW met veel vollasturen. Is deze warmtevraag momentaan aanwezig, dan is  een doublet te prefereren  boven meerdere monobronnen. Indien de warmtevraag gefaseerd beschikbaar komt (bv aanleg woonwijk) of indien de warmtevraag nooit boven de 1,5 tot 2 MW komt, dan is een monobron een goede mogelijkheid. De belangrijkste toepassingsgebieden zijn woningbouw (300 – 500 woningen)  en kleinschalige glastuinbouw.

Het wordt aanbevolen om het monobron concept technisch en economisch verder uit te werken voor een aantal concrete cases.