Geothermie wordt gezien als een van de schoonste en goedkopere bronnen van duurzame warmte. Daarom gaat geothermie een substantiële rol spelen in de energietransitie, met name om woningen en gebouwen te verwarmen als vervanger van het fossiele aardgas. Maar hoeveel CO2-uitstoot produceren een geothermiebron en de warmtenetten daadwerkelijk?

Kansen te over op gebied van geothermie. Foto via Pixabay. 

Duurzaamheid van geothermie in warmtenetten

TNO deed onderzoek en zet in de whitepaper “Duurzaamheid van geothermie in warmtenetten” de feiten op een rij. De CO2 -uitstoot van een geothermiebron is in vergelijking met een cv-ketel op aardgas nu al zo’n 90% lager terwijl een warmtenet met geothermie als bron 60% minder CO2 uitstoot.

In 2030 moeten 1,2 miljoen woningen aangesloten zijn op een warmtenet. Nu zijn dat er circa 400.000. Geothermie is hiervoor één van de potentiële duurzame warmtebronnen. In het Klimaatakkoord is afgesproken dat de totale CO2-emissie van warmtenetten in 2030 gemiddeld 18,9 kilo CO2 per gigajoule (kg/GJ) mag zijn, zeventig procent minder dan cv-ketels nu doen (63,5 kg per GJ). In het voorstel voor de nieuwe Warmtewet ligt de norm voor 2030 op 25 kilo CO2 per gigajoule per warmtenet.

Emissies geothermie

In de whitepaper berekent TNO hoe hoog de CO2-emissie van een geothermiebron en een warmtenet is. Er blijken 4 bronnen van CO2 zijn: de geothermiebron zelf (bijvangst van methaan), de pompen die het warme water omhoog brengen, de bijstook van aardgas op piekmomenten en de compensatie van warmteverliezen in het warmtenet.

Bij de winning van geothermie komt methaan vrij, de zogeheten ‘bijvangst’. Dit wordt verbrand en zorgt voor 2,2 tot 7,4 kilo CO2 per geproduceerde gigajoule warmte (afhankelijk van de aardlaag/reservoir waaruit de geothermie wordt geproduceerd).

Ook de pompen die het warme water omhoog brengen stoten CO2 uit, wat de totale emissie voor de geothermie bron op 4,3 tot 8,6 kg per GJ brengt, circa 90% lager dan de uitstoot van een CV-ketel. De emissie van de pompen zal overigens wegvallen wanneer de elektriciteitsmix volledig duurzaam is.

Wettelijke normen

Naast de uitstoot bij de geothermiebron komt er bij een warmtenet met geothermie ook CO2 vrij uit andere bronnen. Bij pieken in de warmtevraag is bijstook met aardgas vooralsnog onontkoombaar. Daarbij komen nog warmteverliezen in het warmtenet die ervoor zorgen dat er meer warmte moet worden onttrokken uit de bron. Dit veroorzaakt op zich geen CO2-uitstoot maar laat wel de totale emissie van het systeem toenemen.

In de whitepaper wordt berekend dat pieklastvoorzieningen en transportverliezen voor 70 tot 83 procent van de totale CO2-emissie van het warmtesysteem zorgen. Met 20-24 kilo CO2 per geproduceerde gigajoule (circa 60% minder uitstoot dan een cv-ketel) voldoen de warmtenetten op systeemniveau niet zonder meer aan de norm van 18,9 kg CO2 per geproduceerde gigajoule zoals die voor 2030 is vastgesteld.

Wel blijven de netten in de voor 2030 berekende casussen binnen de marge van 25 kg CO2 per gigajoule die de concept-Warmtewet noemt. Maurice Hanegraaf, onderzoeker geothermie bij TNO: “Geothermie is nu al één van de schoonste warmtebronnen voor warmtenetten. Ons onderzoek wijst uit dat met een aantal maatregelen de CO2 -uitstoot verder te verlagen is en een CO2 neutraal collectief warmtesysteem mogelijk is.”

Aanbevelingen

TNO doet verschillende aanbevelingen om de geothermiebron en warmtenetten te optimaliseren om straks te voldoen aan de eisen van Klimaatakkoord en Warmtewet, die op 1 januari 2022 moet ingaan.

De belangrijkste opties met betrekking tot de bron zijn het beperken van de bijvangst door bijvoorbeeld her-injectie, opwaarderen tot aardgaskwaliteit of het afvangen van de CO2. In het warmtenet is verduurzaming mogelijk door bijstook met groene alternatieven (zoals waterstof, biomassa of groen gas) en specifieke maatregelen om warmteverliezen in het net te minimaliseren.

Frank Schoof, voorzitter van Stichting Platform Geothermie-: “Dit rapport laat zien dat warmtenetten met geothermie, met een duurzame aanvulling voor de piekvraag , een warmtenet oplevert dat voldoet aan alle duurzaamheidsnormen. Het onderzoek geeft eindelijk duidelijkheid over het feit dat geothermie een onmisbare component is voor een duurzaam warmtenet.”

Door: drs. ing. Maurice Hanegraaf

Bron: tno.nl