Geothermische energie is een hernieuwbare energiebron. Het gaat om het benutten van warmte die is opgeslagen onder onze voeten, d.w.z. in het aardoppervlak. Het kan op grote schaal (utiliteitsniveau) worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, maar ook op kleinere schaal in woningen en bedrijven voor verwarming en koeling,

Geothermische energie wordt al heel lang benut, maar is niet zo bekend als andere alternatieve energiebronnen zoals zonne- en windenergie.

Om u te helpen meer te weten te komen over deze stroombron, hebben we een kort overzicht samengesteld van de belangrijkste voor- en nadelen; u vindt ook meer diepgaande informatie verderop op de pagina.

Opmerking: deze lijst is gebaseerd op de twee belangrijkste manieren waarop we tegenwoordig geothermische energie benutten: elektriciteitsopwekking met geothermische energiecentrales en geothermische verwarmings- en koelsystemen.

Wat is aardwarmte?

De aardkorst is gemaakt van rotsen en water, en daaronder een laag heet gesmolten gesteente (magma). Magma is erg heet - heter zelfs dan het oppervlak van de zon.

De warmte die door magma wordt geproduceerd, is een enorme energiebron en kan worden omgezet in elektriciteit. Om dit te doen, boren we de aarde in en als algemene regel geldt dat hoe lager je gaat, hoe heter het wordt.

De ondergrondse warmte wordt gebruikt om water te verwarmen, dat in stoom verandert. Die stoom wordt vervolgens gebruikt om een ​​bovengrondse turbine te laten draaien die elektriciteit opwekt voor het net.

Geothermie is een hernieuwbare energiebron die bijna volledig vrij is van vervuiling en altijd betrouwbaar is.

Voordelen van aardwarmte

1. Milieuvriendelijk

Geothermische energie wordt over het algemeen als milieuvriendelijk beschouwd.

De ecologische voetafdruk van een aardwarmtecentrale is minimaal. Een gemiddelde aardwarmtecentrale stoot 99% minder koolstofdioxide (CO2) uit voor elke megawattuur (MWh) elektriciteit die ze opwekt, aldus de MER.

Hoewel er een paar vervuilende aspecten zijn bij het benutten van geothermische energie, zijn deze van ondergeschikt belang in vergelijking met de vervuiling die gepaard gaat met conventionele fossiele brandstoffen zoals steenkool en aardgas.

Verdere ontwikkeling van onze geothermische hulpbronnen wordt als nuttig beschouwd in de strijd tegen de opwarming van de aarde.

2. Hernieuwbaar en duurzaam

Geothermische reservoirs zijn afkomstig van natuurlijke hulpbronnen en worden op natuurlijke wijze aangevuld. Geothermie is dus een hernieuwbare energiebron.

"Duurzaam" is een ander label dat wordt gebruikt voor hernieuwbare energiebronnen. Met andere woorden, geothermische energie is een hulpbron die zijn eigen verbruik kan ondersteunen, in tegenstelling tot conventionele energiebronnen zoals steenkool en fossiele brandstoffen.

Volgens wetenschappers gaat de energie in onze geothermische reservoirs letterlijk miljarden jaren mee.

3. Enorm potentieel

Het wereldwijde energieverbruik bedraagt ​​momenteel ongeveer 17 terawatt (TW) aan stroom uit alle bronnen, zowel fossiel als hernieuwbaar.

Hoewel dat misschien veel klinkt, is er in feite vele malen meer energie dan in de aarde is opgeslagen! Dat gezegd hebbende, de meeste aardwarmte is moeilijk en/of onrendabel toegankelijk. Realistische schattingen voor het potentieel van aardwarmtecentrales variëren van 0,035 tot 2 TW.

Geothermische energiecentrales over de hele wereld leveren momenteel slechts 12,7 gigawatt (GW) aan elektriciteit, met een geïnstalleerd vermogen voor aardwarmte dat iets hoger ligt, namelijk 28 GW. Hierdoor is er veel ruimte voor extra opwekking van aardwarmte.

4. Stabiel

Aardwarmte is een betrouwbare energiebron.

We kunnen het vermogen van een geothermische energiecentrale met opmerkelijke nauwkeurigheid voorspellen. Dit is niet het geval bij zon en wind, waar het weer een grote rol speelt bij de elektriciteitsproductie. Geothermische centrales zijn daarom uitstekend geschikt om aan de basislast energievraag te voldoen.

Geothermische energiecentrales hebben een hoge capaciteitsfactor - het werkelijke vermogen ligt zeer dicht bij de totale geïnstalleerde capaciteit.

Het wereldwijde gemiddelde vermogen was in 2017 meer dan 80% (capaciteitsfactor) van het totale geïnstalleerde vermogen, maar er is maar liefst 96% gerealiseerd.

5. Geweldig voor verwarming en koeling

Elektriciteit opwekken met geothermische energie vereist hoge watertemperaturen - van meer dan 150 ° C (ongeveer 300 ° F) of hoger - om de elektriciteitsopwekkende turbines effectief te laten draaien.

De andere, eenvoudigere manier om aardwarmte te gebruiken, is door het te gebruiken voor verwarming en koeling. Deze benadering maakt gebruik van het (relatief kleine) temperatuurverschil tussen het oppervlak en een bodembron.

De aarde is over het algemeen beter bestand tegen seizoensgebonden temperatuurveranderingen dan lucht. Bijgevolg kan de grond slechts een paar voet onder het oppervlak fungeren als een koellichaam / bron met een geothermische warmtepomp - ongeveer op dezelfde manier waarop een elektrische warmtepomp de warmte in de lucht gebruikt.

We hebben de afgelopen jaren een enorme groei gezien in het aantal huiseigenaren dat gebruik maakt van geothermische verwarming/koeling.

Nadelen van geothermische energie

1. Milieukwesties

Er is een overvloed aan broeikasgassen onder het aardoppervlak. Wanneer geothermische energie wordt gebruikt, ontsnappen sommige van deze gassen naar het oppervlak en in de atmosfeer. Deze emissies zijn meestal hoger in de buurt van geothermische centrales.

Geothermische energiecentrales genereren kleine hoeveelheden zwaveldioxide en silica-emissies. De reservoirs kunnen ook sporen van giftige zware metalen bevatten, waaronder kwik, arseen en boor.

Dat gezegd hebbende, de vervuiling die gepaard gaat met geothermische energie is erg laag, en slechts een klein deel van wat we zien met steenkool en fossiele brandstoffen. Verder zijn er volgens de Union of Concerned Scientists geen gevallen gemeld van waterverontreiniging door geothermische locaties in de VS.

2. Oppervlakte-instabiliteit (aardbevingen)

De bouw van geothermische centrales kan de stabiliteit van land aantasten. In feite hebben geothermische energiecentrales geleid tot bodemdaling (verzakking van het aardoppervlak) in zowel Duitsland als Nieuw-Zeeland.

3. Duur

Commerciële aardwarmteprojecten zijn duur. De totale installatiekosten eindigen meestal tussen de $ 2,5 en 5 miljoen voor een geothermische centrale met een capaciteit van 1 megawatt (MW).

De exploratie en het boren van nieuwe reservoirs speelt een grote rol bij het opdrijven van de kosten en is doorgaans goed voor de helft van de totale kosten.

Zoals eerder vermeld, kunnen de meeste aardwarmtebronnen niet op een kosteneffectieve manier worden gebruikt, althans niet met de huidige technologie, het subsidieniveau en de energieprijzen.

De initiële kosten van geothermische verwarmings- en koelsystemen voor woningen en commerciële gebouwen zijn ook hoog. Dat gezegd hebbende, deze systemen zullen u waarschijnlijk jaren later geld besparen en moeten daarom worden beschouwd als langetermijninvesteringen. Aardwarmtepompen kosten doorgaans $ 15.000 - $ 40.000 geïnstalleerd en hebben over het algemeen een terugverdientijd van 10-20 jaar.

4. Locatie specifiek

Goede geothermische reservoirs zijn moeilijk te vinden. Sommige landen zijn gezegend met grote hulpbronnen - IJsland en de Filippijnen bijvoorbeeld voorzien in bijna een derde van hun elektriciteitsvraag met geothermische energie.

Als aardwarmte over grote afstanden wordt getransporteerd door middel van warm water (geen elektriciteit), moet rekening worden gehouden met aanzienlijke energieverliezen.

5. Duurzaamheidskwesties

Regenwater sijpelt duizenden jaren door het aardoppervlak en in de geothermische reservoirs. Studies tonen aan dat de reservoirs leeg kunnen raken als de vloeistof sneller wordt verwijderd dan vervangen.

Er kunnen pogingen worden ondernomen om vloeistof terug in het geothermische reservoir te injecteren nadat de thermische energie is gebruikt (de turbine heeft elektriciteit opgewekt).

Aardwarmte is duurzaam als de reservoirs goed worden beheerd. Bij geothermische verwarming en koeling in woningen, waar aardwarmte anders wordt gebruikt dan in aardwarmtecentrales, speelt dit geen rol.

Geothermie: een schone energiebron die wordt belemmerd door hoge aanloopkosten
Het komt erop neer dat aardwarmte algemeen wordt beschouwd als milieuvriendelijk, duurzaam en betrouwbaar. Dit maakt aardwarmte op sommige plaatsen een no-brainer, maar hoge aanloopkosten weerhouden ons ervan om het volledige potentieel te realiseren.

Hoeveel invloed aardwarmte in de toekomst op onze energiesystemen zal hebben, hangt af van technologische vooruitgang, energieprijzen en politiek (subsidies). Niemand weet echt hoe de situatie er over een of twee decennia uit zal zien.