TNO Archieven - Utilities

De provincie Noord-Brabant vroeg TNO te onderzoeken welke rol kernenergie kan spelen in de provincie. TNO kijkt samen met de Nuclear Research & Consultancy Group naar de kritische factoren die van invloed zijn bij het gebruik van conventionele reactoren. Maar ook naar nieuwe kernreactoren, zoals concepten die thorium en gesmolten zout toepassen.

‘De opwekking van kernenergie is welkom’, aldus gedeputeerde Eric de Bie (Energie). ‘Kernenergie kan Nederland minder afhankelijk maken van fossiele brandstoffen en biedt veel leveringszekerheid, onafhankelijk van zon en wind.’

Thorium

Het onderzoek zal ingaan op alle aspecten van kernenergie: technische mogelijkheden, economische aspecten, inpasbaarheid in het energiesysteem, ontwikkeltijd, kostprijs, risico’s en veiligheid. Daarnaast vroeg de provincie specifiek naar de status van thorium reactoren.

Nog geen Rijksbeleid in Brabant

De rijksoverheid is het bevoegd gezag voor vergunningen voor kerncentrales. De ontwikkeling van een kerncentrale in Noord-Brabant past nu niet in het rijksbeleid. Die staat kerncentrales alleen toe in Borssele, de Groningse Eemshaven en de Rotterdamse Maasvlakte.

Kernfusie

Kernenergie gaat niet alleen over kernsplitsing maar ook over kernfusie. Eric de Bie: ‘Het Brabantse kennisinstituut Differ speelt een belangrijke rol in het internationale onderzoek naar kernfusie. De provincie steunt dergelijk onderzoek al langer en beschouwt een positieve rol van de overheid inzake fundamenteel onderzoek als onontbeerlijk om snelheid te krijgen in innovatie van kernenergie, inclusief kernfusie.’

Het onderzoek van TNO zal in januari 2021 gereed zijn, zodat Provinciale Staten in het voorjaar een koers voor de provincie kunnen bepalen ten aanzien van kernenergie.

 

Het kabinet Rutte III maakt 18,3 miljoen euro vrij voor versterking van de onderzoeksfaciliteiten gericht op de energietransitie. TNO EnergieTransitie gebruikt het geld voor het oprichten van vijf onderzoekslaboratoria. Onderzoeksgebieden zijn nieuwe generatie zonne-energietoepassingen, afvang en hergebruik van CO2, industriële elektrificatie, industriële droogtechniek en de ecologische en veiligheidseffecten van zonne- en windenergieprojecten.

De onderzoeksfaciliteiten moeten een bijdrage leveren aan de versnelling van de energietransitie. Maar ook aan verbetering van de kennispositie van het Nederlands bedrijfsleven en aan de bedrijvigheid en werkgelegenheid. De vijf onderzoekslaboratoria ontwikkelen en testen verschillende pilot- en demonstratieprojecten met potentie voor opschaling.

Eric Wiebes, Minister van Economische Zaken en Klimaat: ‘Ook in deze onzekere tijden is het belangrijk om te investeren in versnelling van de energietransitie. Door slimme inzichten, technieken en toepassingen uit de wetenschap in samenwerking met Nederlandse bedrijven in de praktijk te testen, kunnen wij nieuwe bedrijvigheid en banen creëren. Die kunnen een impuls geven aan een duurzaam herstel van de Nederlandse economie.’

Paul de Krom , Voorzitter Raad van Bestuur/CEO TNO: ‘De faciliteiten leveren door de innovaties en een nauwe samenwerking met het Nederlandse bedrijfsleven, overheid en andere kennisinstellingen een substantiële bijdrage aan de klimaatdoelen en concurrentiepositie van Nederland. Zo willen we in de zonne-energieketen door onderzoek en innovatie de productie van de volgende generatie zonne-energie toepassingen voor integratie in onze leefomgeving, weer naar Nederland toetrekken.’

TNO opent de volgende vijf labs:

  1. Mass Customization Lab Solar

Dit lab onderzoekt de volgende generatie zonne-energietoepassingen (halffabricaten) met een hoog rendement. Voor toepassing in de gebouwde omgeving, de infrastructuur en voer- en vaartuigen.

  1. Negative Emissions Technology Lab (NET-LAB)

In het NET-LAB creëert TNO een test- en demonstratie omgeving  voor negatieve emissie-technologieën.

  1. Het Fieldlab Industriële Elektrificatie

Dit onderzoekslab wordt samen met Deltalinqs, FME, Havenbedrijf Rotterdam, InnovationQuarter en Voltachem in de haven van Rotterdam vormgegeven. Het lab is gericht op integratie, demonstratie en verbetering van Power-to-Heat technologie, Power-to-Chemicals/-Fuels en CO2 hergebruik technologie.

  1. Het Mollier Lab

Het onderzoek in het Mollier Lab richt zich op innovatieve en energie-efficiënte industriële droog- en ontwateringstechnologieën.

  1. Environmental Impact and Safety Lab for Renewable Energy

In dit (mobiele) lab kan de impact van windturbines en zonneparken op de ecologie van land en water worden vastgesteld.

Een nieuw te ontwikkelen zonnecel combineert silicium heterojunctie met achterzijde contact moduletechnologie. De combinatie levert een rendementsverbetering van vier procent op en een kostendaling van drie procent. De zonnepanelen worden ook nog eens mooier.

TNO, Eurotron, Groenleven en SIEC bundelen hun krachten in het Whooper-project. Doel is een nieuw zonnepaneel te ontwikkelen dat meer stroom genereert en de elektriciteitskosten verlaagt. Deze Whooper-module brengt twee uitstekende PV-technologieën, silicium heterojunctie (HJ)-zonnecellen en achterzijde-contact moduletechnologie, samen. De combinatie is geschikt voor grootschalige productie.

Met het Whooper-project willen de betrokken partijen aantonen dat de innovatie op industriële schaal kan worden uitgevoerd. Heterojunctie-zonnecellen hebben al recordopbrengsten laten zien. Bij de geavanceerde achterzijde-contact moduletechnologie, hoeven cellen niet aan elkaar te worden gesoldeerd zodat de elektrische weerstand in de module wordt verlaagd. Deze techniek is bijzonder goed geschikt in combinatie met de heterojunctie-zonnecellen. Het maakt de voorkant van het paneel bovendien esthetisch aantrekkelijker, aangezien de meeste contactpunten aan de achterkant worden geplaatst.

Hoger rendement, lagere kosten

Projectcoördinator Gianluca Coletti: ‘Deze combinatie van technologieën leidt tot een doorbraak in zonne-energietechnologie die geschikt is voor grootschalige productie. Het integreert de cel- en modulearchitecturen die individueel al op de markt zijn en worden toegepast. Daarnaast zorgt dit ontwerp voor een beduidend lager zilververbruik voor de heterojunctie zonnecellen. Het ontwerp verkleint bovendien het rendementsverlies van zonnecel naar zonnepaneel. De combinatie levert tot vier procent toename op van het rendement en drie procent vermindering in kosten voor de opgewekte elektriciteit. Tenminste: als men overschakelt van conventionele silicium heterojunctie-zonnepanelen naar Whooper-panelen.

Duurzaam warmtecollectief WarmingUP ontvangt een 9,3 miljoen euro subsidie van RVO uit het Meerjarige Missie-gedreven Innovatieprogramma (MMIP). Met een investering van 9,6 miljoen euro van de samenwerkingspartners komt het totaal aan financiële middelen op 18,9 miljoen euro. WarmingUP, onder leiding van TNO, is als collectief in staat om vraagstukken over kostenreductie en verduurzaming in de warmteketen integraal aan te pakken.

Als onderdeel van het Klimaatakkoord wordt de gebouwde omgeving aardgasvrij gemaakt. Warmtenetten zijn daarbij één van de oplossingen. Uitdaging daarbij is om in de bestaande bouw op een kosteneffectieve manier, duurzame warmte te leveren. Verder is een versnelling van het realisatietempo nodig. Gezien de grote opgave waar Nederland voor staat. Een consortium van partijen die actief zijn in de hele keten, van warmtebron tot klant, ging hiervoor een samenwerking aan. RVO maakte bekend dat het nieuwe innovatief duurzaam warmtecollectief WarmingUP 9,3 miljoen euro subsidie ontvangt. Dit geld komt uit het Meerjarige Missie-gedreven Innovatieprogramma (MMIP). Met een investering van 9,6 miljoen euro door de samenwerkingspartners zelf komt het totaal aan beschikbare financiële middelen op 18,9 miljoen euro.

Warmteketen

In de integrale warmteketen van bron tot klant, werken verschillende partijen. Om de hele warmtevoorziening efficiënter te ontwerpen, aan te leggen en te beheren zijn systeem- en procesinnovaties noodzakelijk. Het warmtecollectief WarmingUP is opgericht om deze innovaties in samenhang en in hoger tempo te ontwikkelen.

Doel

WarmingUP, onder leiding van TNO, is als collectief in staat om vraagstukken over kostenreductie en verduurzaming integraal aan te pakken. Ze kan oplossingen daarvoor ontwikkelen die op vele locaties toepasbaar zijn.

Het belangrijkste doel van WarmingUP is de ontwikkeling van collectieve warmtesystemen die betaalbaar, duurzaam, betrouwbaar, praktisch uitvoerbaar en maatschappelijk aanvaardbaar zijn. Het betekent bijvoorbeeld dat met nieuwe kennis duurzame warmtebronnen met verschillende niveaus van temperatuur en volumes slim kunnen worden gecombineerd. Ook kennisontwikkeling voor het realiseren van grootschalige warmteopslagsystemen en het integreren daarvan in warmtenetten is een beoogd resultaat. Het collectief onderzoekt bijvoorbeeld waar en tegen welke kosten ze warmte kunnen winnen via aquathermie of geothermie. Tot slot richt het samenwerkingsverband zich op de ontwikkeling van nieuwe samenwerkings- en financieringsvormen én nieuwe werkwijzen om maatschappelijk draagvlak te realiseren.

Afhankelijk van beslissingen door het komende kabinet over de aardgaswinning kan ons land de komende periode veel sneller dan gedacht veranderen van exporteur in netto-importeur van aardgas. In een van de scenario’s is dat al in 2021 het geval, waar voorspellingen van anderen uitgaan van 2030-2035. Dat blijkt uit onderzoek door TNO, waarvan de conclusies zijn gepubliceerd in de whitepaper ‘Van exporteur naar importeur – de verander(en)de rol van aardgas in Nederland’.

Het is aan de Nederlandse overheid deze overgang vorm te geven en te bepalen wie de regie voert over de binnenlandse energievoorziening. Gezien deze jongste inschatting van TNO kan dat wel eens sneller nodig zijn dan vaak gedacht.

Vier scenario’s

Nederland is sinds het begin van de jaren zestig van de vorige eeuw zelfvoorzienend geweest met aardgas als energiebron. Tussen 1965 tot 2016 leverde de export van aardgas de Nederlandse economie bijna driehonderd miljard euro aan aardgasbaten op. Maar na de aardbeving in Huizinge in de provincie Groningen in augustus 2012  is de jaarlijkse gemiddelde productie teruggebracht van 53 tot 21,6 miljard miljard kubieke meter (bcm) en afhankelijk gemaakt van de seismische stabiliteit van het Groninger veld. Als de productie in Groningen verder wordt beperkt tot onder dit niveau en de exploratieactiviteiten worden gestaakt, zal Nederland al binnen vier tot zes jaar importafhankelijk zijn.

Experts van TNO hebben in de whitepaper vier scenario’s uitgewerkt op basis van de toekomstige productie in Groningen, het aanbod uit de kleine velden en de te verwachten afname van de vraag naar aardgas. Daarbij is eigen onderzoek en dat van partijen als ECN en Gasunie Transport Services betrokken.

Onzekerheid

Hoewel TNO in de analyse benadrukt dat de aannames voor vraag en aanbod omgeven zijn door een hoge mate van onzekerheid, is de voorspelling dat Nederland over vier of zes jaar al netto-importeur van aardgas kan zijn. Andere scenario’s komen uit op acht of twaalf jaar. Deze bevindingen contrasteren met de vooruitzichten zoals geschetst in de Nationale Energieverkenning 2016 van ECN, PBL, CBS en RVO, die uitgaat van importafhankelijkheid tussen 2030 en 2035.

Laag- en hoogcalorisch gas

De Nederlandse huishoudens gebruiken laagcalorisch aardgas uit het Groningen veld, terwijl de industrie en energiecentrales op hoogcalorisch gas draaien. De internationale markt biedt uitsluitend hoogcalorisch aardgas aan. Dat betekent op termijn de keuze om alle huishoudelijke installaties versneld om te bouwen naar hoogcalorisch gas, of om in nog te bouwen conversiefaciliteiten hoogcalorisch gas te mengen met stikstof. Dat resulteert in het zogeheten pseudo-G-gas dat kwalitatief gelijkwaardig is aan Groningengas. De keuze voor een van deze scenario’s is nog niet gemaakt.

Tussen droom en daad

Importafhankelijkheid op zich is volgens TNO niet het grootste probleem. Er zijn voldoende mogelijkheden om aardgas te importeren, zowel via pijpleidingen als per schip in de vorm van vloeibaar gas (LNG). De echte uitdaging zit in het vraagstuk van de flexibiliteit tijdens de periode dat  aardgas van een leidende rol overgaat naar een  volgende rol  in dienst van de energietransitie. Het is aan de Nederlandse overheid hoe dit vorm krijgt en wie de regie voert over de binnenlandse energievoorziening op het moment dat hernieuwbare energie een groter deel uitmaakt in de nationale energiemix. De overheid zal de omschakeling van exporteur naar importeur moeten faciliteren en er adaptief beleid voor voeren zodat de markt duidelijkheid heeft voor de langere termijn.

In Friesland, Rotterdam en Utrecht worden de komende jaren proefprojecten opgezet om te kijken of Ultradiepe Geothermie in Nederland haalbaar is. Theoretisch zou op deze manier dertig procent van de totale industriële warmtevraag moeten worden afgedekt. De potentie is dus hoog, maar hoe zit het met de verdeling van de risico’s. Dat is een van de vragen die de proef moet beantwoorden.

De Nederlandse overheid wil langzaam minder afhankelijk worden van aardgas. Waar het Groningengas jarenlang de staatskas spekte, is het Slochterenveld inmiddels een hoofdpijndossier geworden vanwege de aardbevingen die door de gaswinning veroorzaakt worden. Maar er zijn meer argumenten om de aardgasverslaving van zowel de Nederlandse consument als de industrie te temperen. Want hoewel aardgas nog altijd schoner is dan kolen, is het nog altijd een fossiele brandstof. De afspraken die Europa in Parijs ondertekende over de terugdringing van de CO2-uitstoot, waar ook Nederland zich aan zal moeten houden, vragen om een andere koers van de regering.

Aardwarmte

De helft van de in Nederland gebruikte energie wordt ingezet voor de verwarming van gebouwen en voor de procesindustrie. De rest is verdeeld in elektriciteitsgebruik en transport, die beiden een kwart van de energievraag vertegenwoordigen. Verduurzaming van de energieportfolio zou zich dan ook voornamelijk moeten richten op de  grootste verbruiker: warmte. Alternatieven voor warmteproductie met aardgas zijn onder meer geothermie, elektrische warmtepompen, zonneboilers, stadswarmte of pelletkachels. In dit rijtje is geothermie met een flinke opmars bezig. De WKO-systemen in de gebouwde omgeving, vaak in combinatie met warmtepompen, zorgen niet alleen voor de opslag van warmte, maar ook duurzame koude. Dieper in de aarde zijn de temperaturen echter hoger: per kilometer diepte neemt de temperatuur namelijk met ongeveer dertig °C toe.

De gebouwde omgeving maakt inmiddels al in grotere mate gebruik van WKO-systemen en  de tuinbouw krijgt steeds meer interesse in diepe aardwarmte. Glastuinbouwers verwarmen hun kassen met warm water, afkomstig van twee à drie kilometer diepte. De industrie heeft echter hogere temperaturen nodig voor het verwarmen van zijn processen. Om hier ervaring mee op te doen, werd onlangs de Green Deal Ultradiepe Geothermie (UDG) ondertekend. In Leeuwarden, Heerenveen, Rotterdam, Renkum, Lieshout en Utrecht worden de komende jaren proefprojecten opgezet om te kijken of UDG in Nederland überhaupt mogelijk is. Uiteraard moet er ook een businesscase rondom het gebruik van de ultradiepe aardwarmte worden ontwikkeld. Theoretisch zou op deze manier dertig procent van de totale industriële warmtevraag kunnen worden afgedekt. Of dit percentage ook daadwerkelijk kan worden gehaald, is mede afhankelijk van de resultaten van de proefprojecten.

Diep

TNO kan in dit onderzoek niet ontbreken, al was het maar omdat het kennisinstituut de basisregistratie van de ondergrond beheert. TNO heeft inmiddels ook veel ervaring met geothermie opgedaan. Maurice Hanegraaf is directeur geo energie bij TNO en medeondertekenaar van de Green Deal UDG. ‘Geothermie is op zich niets nieuws’, zegt Hanegraaf. ‘In magmatische gebieden ligt de warmte veel dichter bij het aardoppervlak en kunnen de temperaturen oplopen tot  400 °C. Dat zie je bijvoorbeeld in IJsland, waar meerdere geothermische energiecentrales staan. Maar ook in Italië wordt elektriciteit opgewekt met geothermie. De situatie in Nederland is echter anders en hier ligt de warmte veel dieper. Om die warmte te kunnen inzetten voor stoomproductie, moet de gesteentelaag vooral aan één belangrijke eis voldoen: ze moet permeabel, ofwel waterdoorlatend zijn. De temperaturen die de industrie nodig hebben, zo rond de 160  °C  of hoger, liggen op een diepte van zo’n vijf kilometer en daar is de kans op voldoende permeabiliteit kleiner. Desondanks is er één gesteentelaag die veelbelovend is. Deze laag bestaat uit kalksteen van vroeg-Carboon ouderdom. We gaan vooral op zoek naar breuken in deze laag, omdat het gesteente langs deze breuken mogelijk permeabel is.’

Duur

De beste boorplek wordt bepaald door een combinatie van archiefonderzoek, seismisch onderzoek en proefboringen. ‘We hebben al een aardig beeld van waar de breuken in Nederland zich bevinden’, zegt Hanegraaf. ‘Op die plekken kunnen we met seismisch onderzoek naar zogenaamde hotspots zoeken. Daarna doe je een proefboring en weet je grotere zekerheid of de ondergrond geschikt is voor de onttrekking van warmte. Vervolgens doe je nog een proefboring om de permeabiliteit te testen en verhoog je de kans dat een put succesvol is. Uiteraard lopen de kosten per onderzoek op, maar de kosten voor een boring zijn één miljoen euro per kilometer. Dan wil je wel zeker weten dat die succesvol is. De eerste fase van de Green Deal zal zich dan ook met name richten op het risicomanagement. Want wat doe je als je boort en de put blijkt toch niet geschikt te zijn voor warmteproductie? Voor aardwarmte bestaat er een garantiefonds van de overheid die dit soort risico’s afdekt. Voor de ultradiepe ondergrond is deze er nog niet. We moeten nu ervaring opdoen met de financiële risico’s, maar ook met de technische en omgevingsrisico’s. We hebben in Nederland zo’n drie en een half duizend onshore boorputten, maar er zijn er maar een paar die verder gaan dan vier kilometer. Bovendien zijn die putten geboord voor de productie van olie en gas terwijl geothermieputten water moeten onttrekken aan en retourneren naar de ondergrond. Daarvoor zijn putten met een grotere doorsnede nodig, waardoor de boorkosten en de materiaalkosten hoger zijn dan bij een gasput. Enige voordeel is dat de upstream olie- en gasmarkt momenteel zo goed als stil ligt waardoor de boorfaciliteiten ruim voorhanden zijn, wat de prijs kan drukken.

Ook is de vraag wie de operator zal worden van zo’n warmteput. Bij de huidige aardwarmtesystemen opereren de tuinders de put. Het maar de vraag of grote industriële bedrijven  zelf een installatie willen exploiteren, of dat ze dat liever aan een derde partij overlaten. Het is niet voor niets dat Engie, Vermillion en de NAM bij het project betrokken zijn. Dit zijn partijen die ervaring hebben met het exploiteren van de ondergrond.’

Papierproductie

Een van de ondertekenaars van de Green Deal is papierproducent Parenco. Het bedrijf maakte de afgelopen jaren al behoorlijke slagen om zo duurzaam mogelijk te kunnen produceren. Ultradiepe geothermie maakt het bedrijf in de toekomst wellicht onafhankelijk van aardgas.  Director Supply Chain – Facility Services & Site Development Raymond Jolink van Parenco licht de plannen toe. ‘Parenco is producent van duurzaam papier en golfkarton. We gebruiken uitsluitend oud papier als grondstof, lossen de vezels op in water om er vervolgens weer papier van te maken. Het proces start met een percentage van één procent pulp en 99 procent water om uiteindelijk uit te komen op een product dat acht procent water bevat. Dat gaat eerst met behulp van de zwaartekracht, met behulp van vacuüm en daarna persen we het water er uit. Het laatste beetje water verwijderen door het papier langs verwarmde cilinders te transporteren. Die cilinders verwarmen we met stoom. Nu hebben we een aantal jaar geleden een buitengebruik gestelde machine weer in gebruik genomen voor de productie van golfkarton, wat weer wordt gebruikt voor de productie van dozen. We hebben dus twee productielijnen waarbij de ene lijn drie bar en de andere vijf bar stoom gebruikt. Het stoom van die laatste cilinder wekken we op in een biostoominstallatie die wordt gestookt met de reststromen van de pulpproductie. Daardoor is veertig procent procent van onze stoomproductie verduurzaamd. De andere stoominstallatie is echter nog gasgestookt, overigens wel deels gevoed met biogas. Dat gas komt uit de vergistingsinstallatie van onze eigen waterzuivering.

Nu hadden we een aantal jaren geleden al het plan opgevat om volledig te verduurzamen en dachten in eerste instantie aan een tweede biostoomketel. Maar de slibstroom van de tweede lijn is redelijk klein en dus zochten we alternatieven. Uiteindelijk leek ultradiepe geothermie een goede en duurzame oplossing.’

Risico’s

Jolink wist ook dat hij partners nodig had om een dergelijk nieuw plan voor elkaar te krijgen. ‘Er is nog niet veel bekend over warmtewinning op dergelijke diepten en wij hebben er geen belang bij om te investeren in die kennis. We houden het immers bij deze installatie en kunnen de opgebouwde kennis niet verder exploiteren. Dat kunnen partijen zoals Vito, QNQ en Alliander wel. Samen besloten we dan ook als consortium mee te doen aan de Green Deal. Doel is om de vijf bar installatie te vervangen voor een installatie die wordt aangedreven door geothermie. Om de gewenste vijf bar, ofwel 151,84 graden Celsius te kunnen onttrekken, is een bron van rond de 220 graden Celsius vereist. ‘Dat betekent dat we een diepte van vijf a zes kilometernodig hebben, afhankelijk van de diepte van de Dinantien-laag. Die bron moet overigens niet al te ver van onze productielocatie liggen, anders verlies je teveel warmte tijdens het transport. De ondergrondse kaarten liggen er echter gunstig bij, dus hebben we goede hoop. Maar in de onzekerheid ligt tevens het grootste risico. Want wat doe je als de temperatuur lager ligt? Wie draait er op voor de kosten? De businesscase voor de geothermie ziet er voor ons gunstig uit, zeker als we de restwarmte nog eens inzetten in andere processen of transporteren naar woningen in de omgeving. Maar die businesscase is wel gebaseerd op een bron met een temperatuur van 220 graden Celsius. Vandaar dat we blij zijn dat de overheid participeert en helpt bij het alloceren van de risico’s.’

 

 

 

Adviesbureau Berenschot en instituut TNO gaan bekijken wat de mogelijkheden zijn voor de winning van waterstof uit aardgas, met afvang van CO2. Daarmee zou snel een infrastructuur voor waterstof tot stand kunnen worden gebracht. Ook waterstof uit tijdelijke overschotten aan duurzame energiebronnen, zoals zon en wind, kan te zijner tijd van dit net gebruik maken. De CO2-vrije waterstof kan onder meer gebruikt worden in de industrie of voor schone elektriciteitsopwekking op momenten met minder zon- en windenergie.

Waterstof is een belangrijke nieuwe CO2-vrije energiedrager voor een duurzaam energiesysteem. Het wordt nu vooral gezien als een belofte voor de langere termijn, uitgaande van de gedachte dat duurzame waterstof via elektrolyse gewonnen moet worden uit wind- en zonnestroom, en het aandeel daarvan in de energiemix is daar nu nog niet groot genoeg voor. De komst van een waterstofeconomie kan echter worden versneld. Het is namelijk ook mogelijk waterstof te maken uit aardgas. De CO2 die bij dit proces vrijkomt, kan permanent worden opgeslagen in oude (Noordzee) gasvelden, zonder broeikaseffect. Uit eerdere studies van Berenschot kwam dit naar voren als een goede optie voor verkrijgen van CO2-vrije waterstof en het versnellen van de energietransitie.

De Topsector Energie, programma Systeemintegratie, heeft recentelijk steun verleend aan Berenschot en TNO om dit verder te onderzoeken op haalbaarheid. Het gaat daarbij om de omzetting waarbij de waterstof wordt gewonnen uit aardgas (methaan) en het bijproduct CO2 meteen wordt afgevangen en opgeborgen in een gasveld. De CO2-afvang vindt dus in feite al bij de bron plaats, zodat alleen de klimaatneutrale waterstof in het energiesysteem in omloop wordt gebracht. Hierdoor komt waterstof vrijwel meteen beschikbaar als CO2-vrije energiedrager. Bij de verbranding daarvan komt alleen water vrij, en geen enkel broeikasgas.

Bovendien kan deze waterstof tijdelijk worden opgeslagen. Daarmee kan een grootschalige buffervoorraad worden gecreëerd van flexibele en emissievrije energie die altijd op afroep beschikbaar is, bijvoorbeeld voor de industrie en voor flexibele elektriciteitsopwekking ter dekking van momenten met minder wind- en zonne-energie.

Met de winning van CO2-vrije waterstof uit aardgas voorzien we ook een versnelde uitrol van een infrastructuur voor waterstof (zowel transport als opslag). Waterstof uit overschotten aan duurzame energie (zon en wind) kan daar later gebruik van maken. Het kan gaan om nieuwe infrastructuur, of ombouw van bestaande gasinfrastructuur op waterstof.

Het onderzoek wordt mede gefinancierd en ondersteund vanuit de gassector. Dit in het kader van de actieve ontwikkeling van nieuwe efficiënte oplossingen voor een duurzame energievoorziening zonder CO2-emissies.

Berenschot en TNO doen een integraal haalbaarheidsonderzoek naar de mogelijkheden, waarbij de hele keten wordt beschouwd en waarbij zoveel mogelijk synergieën worden meegenomen. Het is de bedoeling dat de resultaten later dit jaar ter beschikking komen, waaronder voorstellen voor vervolgprojecten.

Dertig procent van de warmte die de industrie nodig heeft, zou in de toekomst door Ultra Diepe Geothermie geleverd kunnen worden. De ministeries van Economische Zaken en Infrastructuur en Milieu, EBN, TNO en zeven consortia van bedrijven ondertekenden de zogeheten Green Deal Ultra Diepe Geothermie (UDG) ondertekend. Dit is een belangrijke stap om de mogelijkheden voor UDG in Nederland in kaart te brengen en een basis te leggen voor verdere ontwikkeling van deze technologie.

Minister Kamp: ‘Het kabinet streeft ernaar om in 2050 de CO2-uitstoot in Nederland naar bijna nul terug te brengen. Daartoe is het noodzakelijk om voor de warmtevoorzieningen alternatieven te ontwikkelen. Geothermie, waarbij warmte uit de diepe ondergrond naar het oppervlak wordt gehaald, is zo’n alternatief. De geothermieprojecten die we al kennen zijn nog niet geschikt voor hoge temperatuur warmtevoorziening voor de industrie. Om de warmtevraag in deze sector te verduurzamen is het noodzakelijk geothermie op grotere diepten toe te passen. De Green Deal Ultradiepe Geothermie is een belangrijke stap om de potentie hiervoor in Nederland in kaart te brengen.’

Eerste resultaten in 2020

De zeven consortia bestaan elk uit een groep partijen die zich samen ten doel hebben gesteld om binnen afzienbare tijd in Nederland een UDG project te ontwikkelen. De  consortia worden vertegenwoordigd door Vermilion Energy Netherlands, FrieslandCampina, GOUD, Parenco/QNQ, Geothermie Brabant, Huisman equipment en Havenbedrijf Rotterdam en zijn verdeeld over drie geologische regio’s, te weten Friesland (Heerenveen, Leeuwarden), Midden-Nederland (Utrecht, Renkum, Oost-Brabant) en Zuid (Schiedam, Rotterdam).

Uitgebreid geologisch onderzoek moet nu eerst meer duidelijkheid bieden over de mate waarin de consortia kunnen verwachten warmte van de juiste temperatuur en onder de juiste omstandigheden aan te treffen. Ook moet er inzicht komen in de meest kansrijke aanpak voor het uitvoeren van succesvolle boringen. Op basis hiervan kan doorontwikkeling van de projecten plaatsvinden. Naar verwachting zullen in 2020 de eerste resultaten in de vorm van pilotprojecten zichtbaar worden.

In het uitvoeren van de Green Deal UDG speelt naast het Ministerie van Economische Zaken, TNO en de consortia  EBN een heel belangrijke rol. CEO Jan Willem van Hoogstraten: “Door onze kennis en expertise in het ondernemen in de ondergrond kunnen we relevante kennis en ervaring inbrengen. Een belangrijk onderdeel daarvan is het werken op basis van een portfoliobenadering. Hiermee ontstaan leereffecten waarbij projecten van elkaar kunnen profiteren, en worden risico’s en kosten sterk gereduceerd. Daarin zit echt een groot deel van onze toegevoegde waarde. Ik vind het uitdagend dat wij in dit stadium ook een regierol kunnen vervullen.”

Uitgebreid geologisch onderzoek moet nu eerst meer duidelijkheid bieden over de mate waarin de consortia kunnen verwachten warmte van de juiste temperatuur en onder de juiste omstandigheden aan te treffen. Ook moet er inzicht komen in de meest kansrijke aanpak voor het uitvoeren van succesvolle boringen. Op basis hiervan kan doorontwikkeling van de projecten plaatsvinden. Naar verwachting zullen in 2020 de eerste resultaten in de vorm van pilotprojecten zichtbaar worden.

Warmte op meer dan 4.000 meter

Geothermie biedt goede mogelijkheden om de lagere temperatuur warmtevraag duurzaam in te vullen. Voor de verduurzaming van de hogere temperatuur warmtevraag in bijvoorbeeld de procesindustrie is het noodzakelijk om geothermie op grotere diepten toe te passen dan tot nu toe gebruikelijk. UDG is gericht op het benutten van warmte op een diepte van meer dan 4.000 meter. In potentie zou mogelijk dertig procent van de industriële warmtevraag kunnen worden voorzien door UDG. Met het uitvoeren van deze Green Deal wordt invulling gegeven aan het transitiepad voor hoge temperatuur warmte. Daarnaast draagt het realiseren van pilotprojecten voor 2020 bij aan het behalen van de hernieuwbare energiedoelen uit het Energieakkoord.