Duurzaamheid van geothermie in warmtenetten

Duurzaamheid van geothermie in warmtenetten

Dijkstra, H.
Dinkelman, D.
Hanegraaf, M.
Veldkamp, H.
van Wees, J.D.

2020

Geothermie heeft de potentie om een belangrijke bron van duurzame energie te worden voor het collectief verwarmen van gebouwen. Maar hoe duurzaam is een warmtenet met geothermiebron? Deze vraag is zeer actueel geworden nu de overheid versneld afscheid wil nemen van aardgas, en het aandeel duurzame warmte sterk wil laten toenemen. Om deze vraag te beantwoorden is de CO2-emissie van een geothermiebron en van een warmtenet met geothermiebron berekend. In vergelijking met een CV-ketel op aardgas is de CO2-uitstoot van een geothermiebron zo’n 90% lager. De totale CO2-emissie van een geothermiebron is 4,3-8,6 kg CO2/GJ (afhankelijk van het reservoir waaruit wordt geproduceerd). De bijvangst (formatiegas) is verantwoordelijk voor 2,2-7,4 kg CO2/GJ warmte. Daarmee is geothermie één van de meest duurzame warmtebronnen. Een op zichzelf staande eothermiebron kan echter niet direct een CV-ketel vervangen. Daarom is ook de CO2 uitstoot van een geothermiebron in combinatie met een warmtenet geanalyseerd. In de berekening zijn de eigenschappen van een warmtenet, zoals de bijstook (pieklast) en het warmteverlies, meegenomen. Om een reductie van de CO2-emissie van 70% te realiseren, zoals afgesproken in het Klimaatakkoord, moet de gemiddelde uitstoot van warmtenetten in de gebouwde omgeving in 2030 onder de grens van 18,9 kg CO2/GJ komen. De onderstaande figuur laat zien dat op systeemniveau niet zonder meer wordt voldaan aan deze eis. De normstelling in het voorstel Warmtewet van 25 kg CO2/GJ in 2030 wordt in de rekenvoorbeelden wel behaald. De belangrijkste bronnen van CO2-emissies in een warmtenet met geothermiebron zijn de pieklast, ingevuld door het verbranden van aardgas, en de warmteverliezen in een warmtenet. De laatste stoot geen CO2 uit maar vermeerdert de CO2-emissie van de rest van het systeem. In de berekende casussen zijn deze twee factoren verantwoordelijk voor 70 tot 83% van de totale CO2-emissie van het systeem. Er zijn voldoende opties om warmtenetten en geothermiebronnen te verduurzamen. Een belangrijke randvoorwaarde is dat de vergroening van de elektriciteitsmix wordt gerealiseerd. De belangrijkste verduurzamingsopties zijn: – Het verduurzamen van de bijstook (pieklast) met groene alternatieven voor aardgas – Het minimaliseren van warmteverliezen in het warmtenet – Het mitigeren van de bijvangst (herinjectie, CO2 afvangen, leveren aan gasnetwerk). Geothermie is nu al een duurzame warmtebron met een lage CO2-emissie. Met behulp van de hierboven beschreven maatregelen voor zowel de bron als het warmtenet is het mogelijk om de uitstoot verder te verlagen, en zo uiteindelijk een CO2-neutraal warmtesysteem te realiseren. Inclusief rekentool en notitie.

Duurzaamheid
Geothermie
Warmtenetten
Warmtebron
CO2 emissie

http://resolver.tudelft.nl/uuid:a3c8e196-06e7-4444-83d0-312adc641073

884506

TNO, Petten

whitepaper

report