Eavor schept nieuwe kansen voor aardwarmte, ook in Nederland

De Canadese startup Eavor produceert duurzame energie uit warmte in de diepe ondergrond. Hans Kol, country manager bij Eavor: “Wij maken aardwarmtewinning mogelijk op locaties die voor reguliere geothermieprojecten niet geschikt zijn.”

Altijd en overal beschikbaar

De aarde is sinds zijn ontstaan nog altijd aan het afkoelen. Dat, samen met radioactief verval, maakt dat dat verreweg het grootste deel van al het materiaal waaruit de planeet bestaat heter is dan 1.000 graden Celsius.

Aardwarmte is dus overal beschikbaar. Wat per locatie verschilt is hoe diep je voor bruikbare temperaturen moet boren. In onder meer IJsland, delen van de VS en Italië is de vulkanische activiteit relatief hoog en geldt de ondergrond al decennia als duurzame energiebron voor warmte- en elektriciteitsproductie. De vuistregel voor Nederland is dat de temperatuur elke 100 meter dieper de aardkorst in zo’n 3 graden Celsius oploopt. Op 3 kilometer diepte tref je hier een goed bruikbare 100 graden.

Ondanks de mondiale potentie is de rol van aardwarmte in de energietransitie nog vrij bescheiden. Dat hoopt de Canadese startup Eavor te veranderen. Hans Kol werkt voor Eavor Europe aan aardwarmteprojecten in onder meer Almere, Purmerend en Leiden: “In aanleg is ons concept nu nog zo’n 2,5 keer duurder dan conventionele projecten”, zegt Kol in een videogesprek. “Dat maken we binnen 15 jaar goed dankzij lagere operationele kosten. En projecten van Eavor gaan meer dan 30 jaar mee.”


Wat houdt de opmars van warmte en elektriciteit uit geothermie tegen?

Een ‘droge put’ is een dure misser

Om innovatie van Eavor te plaatsen helpt het om eerst de kennis over gangbare geothermieprojecten op te frissen. Een cruciale voorwaarde voor conventionele geothermieprojecten is een aquifer op de juiste diepte.

Elk project bestaat uit tenminste twee boorputten naar zo’n watervoerende grondlaag. In de productieput hangt een pomp die heet water uit de diepte aan de oppervlakte brengt voor elektriciteits- en/of warmteproductie. Het gebruikte en afgekoelde water wordt via een injectieput weer naar de oorspronkelijke diepte gepompt, waar het opnieuw opwarmt.

In Nederland is dankzij de winning van olie, aardgas en zout veel kennis van de diepe ondergrond beschikbaar. Ondanks gedegen vooronderzoek is echter pas na het boren van de eerste put zeker dat er op de beoogde diepte inderdaad ook water te verpompen valt. Bij aanboren van een beperkt doorlaatbare laag lopen de verliezen in de miljoenen. Een exploratierisico dat in Nederland overigens is afgedekt met een nette regeling.

Als een project eenmaal operationeel is zijn de risico’s voor de exploitant nog niet geweken. “Het verpompen van water door poreus gesteente vergt veel kracht”, zegt Kol. Vanwege corosieve zouten, gassen zoals CO2 en methaan en zware metalen die zijn opgelost in het formatiewater hebben de pompen het bovendien extra zwaar te verduren. “En als ie stuk gaat, staat alles stil”, zegt Kol. “Repareren van de pomp, die diep in de boorput hangt, is een kostbare operatie en kan zo 3 maanden duren.”


Voorspelbaar, betrouwbaar en regelbaar winnen van aardwarmte

Eavor, opgericht in 2017, neemt de genoemde onzekerheden bij aardwarmte vrijwel volledig weg. In aanvulling op de minimaal twee (verticale) putten die ook voor reguliere projecten nodig zijn boort de startup tussen productie- en injectieput een compleet (horizontaal) gangenstelsel. Bij elkaar opgeteld zijn de gangen in een Eavor-loop tot wel 50 kilometer lang. Daarmee is de waterdoorlaatbaarheid voor elk project een zekerheid.

De weerstand die het stromende water in het gesloten systeem ondervindt, is zelfs zo laag dat ook het risico op een defecte pomp vervalt. “Wij hebben alleen een pompje nodig om de bron op te starten”, zegt Kol. “Daarna gedraagt het systeem zich als een thermosifon. Het water circuleert door het verschil in dichtheid tussen koud en warm water vanzelf door het systeem.”

Het ontbreken van een kwetsbare pomp maakt het haalbaar om aardwarmte als regelbare energiebron te gebruiken. “Wij kunnen de stroomsnelheid verlagen met vrij simpele kleppen”, zegt Kol. “Dan lopen de temperatuur en de druk vanzelf op en ontstaat een buffer.” Met de tijdelijk opgeslagen aardwarmte kan Eavor in de ochtend bijvoorbeeld de piekvraag naar warm douchewater dekken of – in het geval van elektriciteitsproductie – flexibel bijspringen als de wind gaat liggen.

In de praktijk bewezen

Omdat ook Eavor aanvoelde dat dit alles samen mogelijk overkomt als te mooi om waar te zijn, boorde de startup met Canadese subsidies en eigen middelen een demonstratieproject in Alberta.

Deze Eavor-lite bestaat uit twee verticale putten van 2.400 meter diep, verbonden door twee horizontale gangen van elk 2.000 meter lang. “De test is in december 2019 opgestart door 12 uur lang koud water in de injectieput te pompen”, zegt Kol. “Sindsdien draait het project conform verwachting als thermosifon. Er is al twaalf maanden geen pomp meer nodig geweest.”

Ook de warmteproductie door het prototype voldoet bijna precies aan de verwachtingen. “De productie in Alberta is slechts 1,5% groter dan vooraf berekend”, zegt Kol. “Bij conventionele projecten zijn veel grotere afwijkingen gangbaar.”


Aardwarmte dankzij kennis en innovaties uit de olie- en gassector

Eavor heeft veel ervaring uit de fossiele sector aan boord. Hans Kol is daarop geen uitzondering. Voordat hij eind 2019 in dienst trad bij de startup was Kol operationeel directeur bij TAQA in Nederland, bekend van de aardgasopslag bij Bergermeer. Daarvoor was hij namens Amoco en BP betrokken bij de ontwikkeling en exploitatie van olie- en gasvelden.

Precies boren in bochten, maar géén fracking

Veel van de kennis over het thermisch gedrag van de diepe ondergrond is oorspronkelijk ontwikkeld ten bate van fossiele energieproductie. De precieze boor- en detectietechnieken die de gangenstelsels van Eavor mogelijk maken zijn geperfectioneerd tijdens de Amerikaanse schalierevolutie.

Vanwege de link met schaliegas benadrukt Kol dat Eavor geen gebruik maakt van fracking, een techniek waarbij onder hoge druk scheurtjes in het gesteente worden aangebracht om opgeslagen aardgas vrij te maken. De chemicaliën en de hoge drukken die nodig zijn dit proces worden geassocieerd met respectievelijk vervuiling van het grondwater en aardbevingen.

“Wij hebben juist baat bij een gesteente zonder scheurtjes en met weinig porositeit”, zegt Kol. “We gebruiken een speciale boorvloeistof om het gesteente geheel af te pluggen. De druk in ons gesloten systeem is gering en de temperatuurverandering heel geleidelijk. Dit maakt dat de kans op aardbevingen of lekkages nihil is. Kleiner nog dan bij reguliere aardwarmteprojecten. En omdat we werken met een vaste hoeveelheid vloeistof in een gesloten systeem merken we het bovendien direct als toch een lek optreedt.”


Volgende stap: Hergebruik van ‘mislukt’ aardwarmteproject bij München

Boren van een compleet ondergronds gangenstelsel blijft ondanks de kostenreducties in de fossiele sector flink duurder dan boren van alleen twee verticale putten. Eavor heeft zeker nog subsidies nodig om zijn concept verder te verfijnen en op te schalen. Mede daarom is Eavor in deze vroege fase al vertegenwoordigd in Europa.

Subsidie nodig voor opschaling

“Voor duurzame warmte zijn in Nederland goede regelingen beschikbaar”, zegt Kol. “En Duitsland stimuleert ook de innovatieve productie van duurzame elektriciteit nog altijd stevig.”

Een van de eerste full scale projecten realiseert Eavor in Geretsried, nabij München. Na twee tegenvallende proefboringen en een strop van €30 mln werd hier eerder een conventioneel aardwarmteproject gestaakt. “De boorputten hergebruiken is geen optie maar de vergunningen en subsidies, het onderzoek naar een warmtenet en de aansluiting op het elektriciteitsnet zijn hier al geregeld”, zegt Kol. “Hergebruik van onbenutte licenties als deze kan de groei van Eavor flink versnellen.”

Uitgaande van oplevering in 2022 mag Eavor in Geretsried tot 2042 elektriciteit leveren tegen een aantrekkelijk feed-in tariff van 23 eurocent per kilowattuur (23ct/kWh). Dat is 4 à 5 keer meer dan nieuwe wind- en zonneparken in Duitsland voor hun productie ontvangen. Uiteindelijk mikt Eavor op een concurrerende 5ct/kWh voor elektriciteit uit aardwarmte.


Van duurzame potentie naar een duurzame businesscase

In Nederland is elektriciteitsproductie nog niet aan de orde, hier kijkt Kol naar warmteprojecten in onder meer Leiden, Purmerend en Almere. “Dankzij de huidige SDE++ voor geothermie kunnen we nu al concurreren met aardgas en biomassa”, zegt Kol. “Bij tuinbouw op basis van 6000 vollasturen en voor de stadsverwarming op basis van 3500 vollasturen.”

Aanvulling in warmtetransitie

Samen met het Nederlandse Huisman Equipment werkt Eavor aan een nieuwe boorstelling met twee torens waarmee het mogelijk is om vanaf één locatie het gehele gangenstelsel te boren, inclusief de twee verticale putten.

Dankzij deze en andere verbeteringen verwacht Kol om al in 2023 met halvering van de huidige subsidie warmte te kunnen leveren. Dat zou nog prima op tijd zijn om een waardevolle bijdrage te leveren in de Nederlandse warmtetransitie.

Nederland zou op zijn beurt een springplank kunnen zijn voor wereldwijde toepassing van deze nieuwe vorm van geothermie. In potentie is en blijft aardwarmte tenslotte een ideale energiebron. Net zo alomtegenwoordig als wind- en zonnestroom, even regelbaar als biomassa en waterkracht en qua ruimtebeslag op maaiveld minstens zo ‘compact’ als kernenergie. Hopelijk kan Eavor inderdaad een doorbraak in de toepassing van geothermie forceren. Wordt ongetwijfeld vervolgd.


Imagecredit: Eavor.

Dit vind je misschien ook leuk...