Beknopte wegwijzer, geothermie in België
advertisement
Beknopte wegwijzer, geothermie in België VITO Team geo, Eva De Boever, David Lagrou, Ben Laenen ean Union European Regional Development Fund Beknopte wegwijzer, geothermie in België VITO Team geo, Eva De Boever, David Lagrou, Ben Laenen december 2012 www.vito.be www.geopower-i4c.eu www.i4c.eu European Union European Regional Development Fund The Interregional Cooperation Programme INTERREG IVC, financed by the European Union’s Regional Development Fund, helps Regions of Europe work together to share experience and good practice in the areas of innovation, the knowledge economy, the environment and risk prevention. EUR 302 million is available for project funding but, more than that, a wealth of knowledge and potential solutions are also on hand for regional policy-makers. All rights, amongst which the copyright, on the materials described in this document rest with the Flemish InsƟtute for Technological Research NV (“VITO”), Boeretang 200, BE-2400 Mol, Register of Legal EnƟƟes VAT BE 0244.195.916. The informaƟon provided in this document is confidenƟal informaƟon of VITO. This document may not be reproduced or brought into circulaƟon without the prior wriƩen consent of VITO. Without prior permission in wriƟng from VITO this document may not be used, in whole or in part, for the lodging of claims, for conducƟng proceedings, for publicity and/or for the benefit or acquisiƟon in a more general sense. VOORWOORD Deze wegwijzer geothermie in België werd opgesteld en mogelijk gemaakt in het kader van het Interreg IVC project GEO.POWER, met de steun van de Europese Unie. De algemene doelstelling van het GEO.POWER project is de uitwisseling van goede praktijken in verband met geothermische warmtevoorziening. Vanuit een technische analyse en een afweging van de kosten en baten wordt nagegaan in welke mate de praktijkvoorbeelden reproduceerbaar zijn in onze eigen regio en hoe de weg geëffend kan worden om een selectie van goede praktijkvoorbeelden te transfereren naar de betrokken partnerregio. Warakai geothermieveld in Nieuw Zeeland (foto IGA). De interesse om geothermie te ontwikkelen als een duurzame energiebron kwam de eerste maal op in België met de energiecrisis van de jaren ’70 en ’80. Dit leidde tot de installatie van een geothermisch systeem voor ‘district heating’ in de stad St. Ghislain (Bergen) en tot enkele demonstratieprojecten waar geothermie werd aangewend voor de verwarming van zwembaden en een visvijver in Vlaanderen. In 1994 was de totale, geïnstalleerde capaciteit van geothermie voor warmtevoorziening 101.6 TJ/y (Berckmans & Vandenberghe, 19981). De crisis had ook een positief effect op het aantal warmtepompen dat werd geïnstalleerd, maar de daling in de olieprijs midden jaren ’80 zorgde voor een halt in deze evolutie. Momenteel ligt de focus In Vlaanderen op ondiepe toepassingen, al dan niet met het gebruik van een grondgekoppelde warmtepomp, voor de verwarming van woningen. Deze markt kende ook een gestage groei in de voorbije jaren. Er werden reeds 150 ATES2 en BTES3 systemen, goed voor 133 TJ/jaar4 aangewend zowel voor de verwarming en koeling van woningen als van commerciële gebouwen. Het directe gebruik van aardwarmte voor grootschalige verwarming wordt op dit moment enkel toegepast in de regio van Bergen. De succesvolle implementatie van geïntegreerde geothermische systemen in de woningbouw, in commerciële gebouwen en in de tuinbouwsector, zowel nationaal als internationaal, heeft in de recente jaren het belangrijke potentieel van geothermie voor duurzame verwarming en koeling opnieuw aangetoond. Deze wegwijzer heeft tot doel een breed publiek te informeren over de verschillende aspecten en mogelijkheden van het gebruik van geothermie. Hierbij focussen we op zogenaamde ‘traditionele’ toepassingen waarbij gebruik gemaakt wordt van natuurlijk aanwezige watervoerende lagen in de ondergrond. In een eerste hoofdstuk wordt aangegeven waarom geothermie een belangrijke en duurzame bron is en kan zijn in onze energievoorziening. Vervolgens wordt er kort geschetst waar geothermie of aardwarmte juist voor staat en waarvoor het aangewend kan worden. Het volgende hoofdstuk belicht het geologisch potentieel voor geothermie in België. De drie daaropvolgende hoofdstukken zijn gewijd aan toepassingen, enerzijds van ondiepe geothermie in combinatie met warmtepompen, anderzijds diepe geothermie voor rechtstreeks gebruik voor verwarming en tenslotte wordt er gekeken naar de vraagzijde. Hierin worden enkele sleutelparameters aangehaald die van belang zijn om een geothermisch systeem rendabel toe te passen in de warmtevoorziening van woningen en gebouwen. In een laatste hoofdstuk wordt er kort ingegaan op de beleidsaspecten en regelgeving in België omtrent geothermie. Berckmans, A., & Vandenberghe N. (1998): Use and potential of geothermal energy in Belgium. Geothermics, 27, 2, pp. 235‐242. 1 2 ATES (Aquifer Thermal Energy Storage): dit is een open systeem waar grondwater via een onttrekking‐ en injectieput over een warmtepomp wordt gestuurd. 3 BTES (Borehole Thermal Energy Storage): dit is een gesloten systeem waar een vloeistof in een aardsonde (U‐vormige lus) wordt rondgepompt en zijn warmte afgeeft aan de warmtepomp. 4 Gegevens van 2010, bron: Terra Energy, presentatie op GEO.POWER Final Conference (okt. 2012) 1. WAT IS GEOTHERMIE? – OORSPRONG VAN AARDWARMTE Geothermie of aardwarmte is een duurzame bron van energie. Strikt genomen is geothermie de energie die in de vorm van warmte in de ondergrond zit opgeslagen (EU RES Directive 2009/28/EC). De term stamt uit het Grieks en is een samentrekking van de woorden geo (aarde) en thermos (warmte). Geothermie verwijst dan ook naar alle toepassingen die op één of andere manier gebruik maken van de warmte die zijn oorsprong vindt in de ontstaansgeschiedenis van de aarde. Het gaat dus net zo goed om het onttrekken van warmte voor het aandrijven van een warmtepomp, het direct aanwenden van de onttrokken warmte voor de verwarming in de gebouwde omgeving, als om de productie van elektriciteit op basis van zeer warm water of stoom uit hete grondlagen (> 100°C). Strikt genomen vallen KWO of koude‐warmte‐opslagtoepassingen hier niet onder. Deze toepassingen maken echter wel gebruik van de warmte‐ opslagcapaciteit in de ondergrond. In bepaalde, vulkanisch actieve gebieden zoals bijvoorbeeld in Ijsland is warmte‐ en elektriciteitswinning uit warmwaterbronnen of geisers nabij het aardoppervlak reeds lang gekend, maar ook in België is geothermie mogelijk. In verschillende delen zijn immers watervoerende lagen beschikbaar, zij het wel op grotere diepte, met een geschikte temperatuur voor o.a. de verwarming van gebouwen. Hoe dieper men in de ondergrond boort, hoe warmer het wordt. In de Belgische ondergrond stijgt de temperatuur ongeveer met 30 °C per kilometer bij een startwaarde van ongeveer 10°C aan het aardoppervlak (maaiveld). De ondergrens voor directe verwarmingstoepassingen is ongeveer 25°C. Hiervoor dien je dus al 500 m diep te boren. Figuur 1: Struktuur van de aarde vanaf de oppervlakte tot kern. (Bron: ADEME‐BRGM) Wat is nu de oorsprong van die aardwarmte? Dit moet gezocht worden in drie processen tijdens de geologische geschiedenis van de aarde. Diepe warmteflux: Een deel van de warmte stamt uit de tijd dat de aarde gevormd werd. Het vormingsproces van de aarde ging gepaard met talrijke botsingen van stofclusters en kleine gesteentebrokken. Hierbij werden enorme hoeveelheden energie vrijgezet. Uiteindelijk liep de temperatuur zo hoog op dat het gesteente smolt. De buitenste schil van deze gloeiende bol gesmolten massa koelde snel af, maar de kern bleef heet. De warmte uit de kern van de aarde straalt geleidelijk uit naar het aardoppervlak. Deze diepe warmteflux is niet homogeen verdeeld. Op plaatsen waar de diepe warmte naar boven welt, wordt de korst van de aarde opengescheurd en komt heet, gesmolten gesteente, of magma, kort bij het oppervlak. Dit gaat veroorzaakt intens vulkanisme en indrukwekkende vormen van geothermie zoals geisers, poelen van kokend water en modder, en fumarolen, openingen in het aardoppervlak langs waar hete gassen ontsnappen. 1 Wrijvingswarmte: Van zodra magma het aardoppervlak heeft bereikt, koelt het af. Het stolt en vormt nieuw gesteente. Dit vaste gesteente is zwaarder dan het vloeibare magma. Het heeft dan ook de neiging naar beneden te zinken, bijvoorbeeld aan plaattektonische subductiezones, zones waar de ene plaat onder de andere duikt. Dit veroorzaakt wrijving waardoor het gesteente wordt vervormd en opgewarmd. Ook de wrijvingswarmte tussen bewegende platen aan het oppervlak van de aarde zoekt een uitweg. Dit geeft op bepaalde plaatsen, aanleiding tot warmwaterbronnen. Radioactief verval: Het grootste deel van het aardoppervlak is relatief koud. Op deze plaatsen is het derde proces vaak dominant: namelijk radioactief verval. De buitenste schil van de aarde, ook wel de korst genoemd, is immers rijk aan de radioactieve elementen U, Th en 40K. Deze elementen zijn niet stabiel. Ze vallen geleidelijk uiteen in stabiele componenten. Hierbij wordt energie vrijgezet die in de aardkost wordt omgezet in warmte. De afkoeling van de kern van de aarde en het radioactief verval in de korst zijn twee processen die traag verlopen. Naar menselijke maatstaven zijn beide warmtefluxen dan ook min of meer constant in de tijd. Kortom, ze zorgen voor een quasi constante toevoer van warmte naar het bovenste deel van de aardkorst. In die zin is geothermische energie dan ook hernieuwbaar. Figuur 2: Plaattektonische bewegingen in relatie tot diepe bewegingen van magma en oppervlaktefenomenen van geothermie en vulkanisme (bron: http://rocks.netdifference.ca/homepage/how‐ continents‐move/) Arguments against? (http://www.raesidecartoon.com/) 2 2. WAAROM GEOTHERMIE Geothermie is: Hernieuwbaar Ecologisch verantwoord Overal beschikbaar De probleemstelling inzake energievoorziening is tweeledig. Enerzijds zijn fossiele brandstoffen beperkt voorradig, maar neemt de vraag nog wereldwijd steeds toe. Ze zijn ook te waardevol om op te stoken daar ze niet alleen een bron van energie zijn maar ook aangewend kunnen worden als grondstoffen in tal van petrochemische producten. Toch wordt een aanzienlijk deel van deze grondstoffen aangewend voor energievoorziening en meer bepaald de verwarming van gebouwen en installaties (zie verder). Anderzijds gaat het gebruik van fossiele brandstoffen gepaard met de productie van reststoffen die een belangrijke impact hebben op het (leef)milieu. Om hieraan het hoofd te bieden wordt er gekeken naar oplossingen in termen van een meer rationeel energie‐ gebruik. Daarnaast moet er in belangrijke mate ingezet worden op het aanwenden en integreren van hernieuw‐ bare, groene energiebronnen. Wanneer er aan groene energie wordt gedacht, leggen we bijna automatisch de link naar het opwekken van groene stroom. Maar het is ook mogelijk om groene warmte te produceren, bijvoorbeeld via geothermie. Hierbij wordt warmte onttrokken aan de ondergrond om gebouwen te verwarmen. Het grote voordeel van deze techniek is dat er naast verwarming ook koeling kan verkregen worden. De koelte van de bodem kan zonder meerkost rechtstreeks voor koeling van het gebouw worden aangewend. Het gebruik van een geothermisch systeem voor verwarming (en koeling) van ruimtes en processen heeft verschillende troeven. Geothermie is een hernieuwbare bron van energie opgeslagen in de vorm van warmte in de ondergrond. Het gebruik van aardwarmte gaat nauwelijks gepaard met emissies van CO2 of andere schadelijke stoffen. Aardwarmtewinning werkt doorgaans met het aanboren en oppompen van warm water in diepe laagpakketten in de ondergrond. Hiervoor dienen één of meerdere diepe boringen geplaatst te worden (afhankelijk van de vraag). Echter eenmaal geïnstalleerd nemen deze bronnen een minimum aan ruimte in en zorgen zij niet voor overlast. Figuur 1: Project voor diepe geothermie in Soultz‐sur‐ Forêts Aardwarmte is bovendien op veel plaatsen lokaal beschikbaar en draagt bij tot de diversificatie van onze energievoorziening. Inzetten op geothermie verhoogt daarom ook de leveringszekerheid van onze energietoevoer. Eveneens geldt dat eenmaal geïnstalleerd de energiekosten voor lange tijd stabiel en voorspelbaar worden. In vergelijking met andere, hernieuwbare energiebronnen is geothermie ook niet afhankelijk van bijvoorbeeld externe weersomstandigheden. Het wordt daarom idealiter ingeschakeld als een basislast in de energievoorziening. Eenzelfde leef‐, woon‐ en werkcomfort is verzekerd zoals voor een andere energiebron. Het is een duurzame energiebron die toegankelijk is voor iedereen, zowel in zijn werkomgeving als in zijn private woning. 3 3. AARDWARMTEWINNING – POTENTIEEL IN BELGIË EN CONCEPTEN In België kijken we momenteel naar zogenaamde traditionele geothermische systemen waarbij we warm water ontrekken aan de ondergrond uit watervoerende lagen of van nature aanwezige breuken. In een traditioneel systeem voor aardwarmtewinning wordt warm water omhoog gepompt via een boring uit het zogenaamde reservoir (watervoerende laag of breuksysteem). Het opgepompte water passeert dan over een warmtewisselaar en wordt meestal via een tweede boring terug in het oorspronkelijke reservoir geïnjecteerd (geothermisch doublet, figuur 4). Of aardwarmte al dan niet economisch rendabel te winnen is of niet, hangt in eerste instantie af van geologische factoren. In eerste instantie moet naar de gewenste temperatuur (diepte) gekeken worden. Op dieptes van 1000 m en meer kunnen al temperaturen van 40°C en meer gehaald worden. In tweede instantie moeten er natuurlijk geschikte grondlagen aanwezig zijn waaruit voldoende water kan opgepompt worden. Ze moeten meer bepaald goede doorstromingseigenschappen hebben. Deze watervoerende lagen zijn in de meeste gevallen sedimentaire gesteenten zoals kalkstenen of zandstenen (Fig. 5). Deze geologische gegevens vormen een eerste belangrijke aflijning van locaties die gunstig zijn voor geothermie in België. Figuur 4: Principe van aardwarmte‐winning via een geothermisch doublet. Figuur 5: Schematische geologische doorsnede toont de relatie tussen de geothermische bron en de reservoirs in de ondergrond. (Bron: Barbier, 2002, modified by IGA.) 3.1. Watervoerende grondlagen (aquifers) – temperatuur en debiet België wordt gekenmerkt door een gevarieerde geologische ondergrond met gesteenten van verschillende onderdom, gaande van harde gesteenten van ongeveer 500 miljoen jaar oud tot recente sedimentaire afzettingen. Figuur 6 toont een vereenvoudigde geologische kaart van België. De structuur van de ondergrond is het resultaat van verschillende vervormings‐ en sedimentatieperiodes gedurende de geologische geschiedenis van het gebied. In 1989, hebben Vandenberghe en Fock temperatuurskaarten voorgesteld op verschillende dieptes tussen ‐500 en ‐ 2000 m voor België. Deze werden aangemaakt op basis van een interpolatie tussen temperatuursgegevens uit een 60‐ tal boringen. De kaarten laten toe een eerste inschatting te maken van de toepasbaarheid van geothermie in de verschillende regio’s. Ze tonen regionale verschillen aan. Volgens een WNW‐ESE oriëntatie centraal in België (regio Kortrijk, Brugge, Gent, Brussel, Leuven richting Maastricht) is de ondergrond gekenmerkt door de aanwezigheid van het oude Massief van Brabant (Cambrium‐Siluur ouderdom), dat relatief koud en weinig watervoerend is. Deze geologische sokkel wordt in het noorden en zuiden omgeven door recentere sedimentaire bekkens. 4 Figuur 6: Geologische kaart van België (bron: Geologica Belgica Vol 4, cover page, Bultynck & Dejonghe (eds.); geological map modified after de Béthune, 1954). De ondiepe ondergrond in Vlaanderen wordt gekenmerkt door sedimenten van Quartaire en Tertiaire en onderdom die gekenmerkt worden door snelle laterale verschillen in hun karakteristieken (samenstelling, korrelgrootte en verharding). Verschillende pakketten van watervoerende, eerder zandige lagen (aquifers) en slecht doorlatende, eerder kleiige lagen (aquitards) volgen elkaar op. Goede aquifers kunnen debieten leveren van 25 – 100 m³/u. Deze aquifers zijn echter enkel interessant voor (indirecte) toepassingen in combinatie met warmtepompen. De onderste grens voor rechtstreekse toepassingen van aardwarmte is ongeveer 25°C. Hiervoor moeten we in België zo’n 500 m diep boren. Op deze diepte komen er enkel watervoerende lagen met een goede doorlatendheid voor in de Kempen (Fig. 7). Het gaat hier om de kalksteenlagen afgezet in de geologische perioden van het Krijt en begin Tertiair. In het uiterste zuiden van West‐Vlaanderen, in de regio onder Kortrijk (Doornik) komt de Kolenkalk van Dinantiaan ouderdom voor, doch vaak op (te) beperkte diepte. Voor temperaturen van 40°C en meer komen er enkel geschikte reservoirs voor in het bekken van de Kempen (Fig. 8), de Roerdalslenk in het uiterste noorden en noordoosten (regio’s Antwerpen en Limburg) en onder het steenkoolbekken van Henegouwen. Het gaat hier dan om de zandstenen van het Trias (Buntsandstein), de zandstenen van Neeroeteren (Westfaliaan) in het noordoosten van België boven Genk en de verkarste kalkstenen van de Kolenkalk (Onder‐Carboon, Dinantiaan) in het bekken van de Kempen en in de regio rond Bergen. In deze laatste regio zijn er excellente condities voor geothermie van de Kolenkalk waar zowel carbonaat als anhydriet gedeeltelijk werden opgelost en het water een artesisch debiet heeft van 100 m³/u. De ondergrond in de rest van het zuiden van België is grotendeels gekenmerkt door harde gesteenten. Dit verhindert geothermische toepassingen die gebruik maken van watervoerende, doorlatende lagen (zie hogerop ‘traditionele systemen’). Hier kunnen toepassingen als BTES3 , waarbij warm water in een gesloten lus in de ondergrond wordt vastgehouden, een alternatief vormen. Dit geldt ook voor het westen en zuiden van Vlaanderen (Gent, Brugge en Oostende) waar de eerder kleiige condities van de ondergrond minder gunstig zijn. 5 Figuur 7: Voorkomen van potentiële reservoirs voor diepe geothermie in België (Laenen 2009 ). Figuur 8: Vereenvoudigd geologisch NS profiel doorheen Vlaanderen (naar het geologische dwarsprofiel door Vlaanderen te bekomen via Databank Ondergrond Vlaanderen via http://www.dov.vlaanderen.be/geonetwork/srv/nl/main.home?uuid=241b3cdf‐7e0c‐496c‐b1d4‐e810619d48b5). Informatie omtrent de opbouw van de geologische ondergrond wordt bekomen door o.a. seismische metingen, diepe boringen en geofysische metingen in deze boorgaten. In tegenstelling tot bijvoorbeeld Nederland waar veel gegevens verzameld werden in het kader van olie‐ en gaswinning, zijn deze gegevens in veel mindere mate beschikbaar voor België en worden we met meer onzekerheden geconfronteerd, zeker voor dieptes vanaf 1 à 2 km. Daarnaast zijn er gegevens nodig omtrent de petrofysische (porositeit en permeabiliteit) en thermische eigenschappen van een gesteente (thermische geleidbaarheid). Systematische gegevens hiervan zijn momenteel nog niet beschikbaar en algemene aannames dienen gedaan te worden om een potentieelinschatting te maken voor een bepaalde locatie. 6 3.2. Geothermische gradiënt, warmteflux en thermisch vermogen Zoals hoger aangegeven neemt de temperatuur in de ondergrond toe met de diepte volgens een geothermische gradiënt die afhankelijk is van de geologische geschiedenis en opbouw van de ondergrond. Een algemene gradiënt van 30°C per km kan gehanteerd worden voor België. Berckmans en Vandenberghe (1998) berekenden ook een geothermische energie‐inhoud voor elk van de reservoirs, op basis van het reservoirvolume, een gemiddelde porositeit en temperatuur. Deze getallen geven een idee van het theoretische potentieel, maar geven niet de warmtetoevoer of warmteflux aan. De lokale geothermische gradiënten en de warmteflux kunnen bepaald worden a.d.h.v. temperatuursmetingen in boringen. Dreesen en Laenen (2010)5 berekenden een warmteflux op basis van een gemiddelde waarde voor de thermische geleidbaarheid van de gesteenten en temperatuursgegevens uit diepe boringen. Q=k ∙ ΔT met: Q: de lokale warmteflux in W.m‐2 k: de thermische geleidbaarheid van het gesteente in W.m‐1.K‐1 ΔT: de temperatuurgradiënt in K.m‐1 Een gemiddelde waarde van 0.055 W/m² werd bekomen met licht hogere waarden in de regio van de Noorderkempen en de Roerdalslenk. Wanneer men dus echt een hernieuwbaar systeem wenst op te zetten, moet men er rekening mee houden dat het vermogen tussen 50 à 100 kW/km² dient te liggen. Wanneer meer energie onttrokken wordt zal de temperatuur van het water geleidelijk aan afnemen. Dit bepaalt dus in belangrijke mate de levensduur van een project. De levensduur van een geothermisch doublet wordt doorgaans geraamd op minimaal 30 jaar en vaak zelfs langer. Het water in het reservoir zal, eenmaal in rust, terug opwarmen door de continue processen dieper in de aardkorst (zie hoger). De warmteproductie of het thermisch vermogen dat met een doublet gehaald kan worden, Wth, wordt gegeven door: Wth=q ∙ ρ ∙cv ∙ ΔT met: Wth : thermisch vermogen (Watt of J.s‐1) q: debiet (m³.s‐1). We kijken hier vaak naar debieten van ≥ 100 m³/u voor een goede aquifer. ρ : densiteit water (kg.m‐3) cv : warmtecapaciteit water (J.kg‐1.°C‐1) ΔT: T(productie) – T(injectie) in °C 3.3. Coefficient of Performance (COP) De duurzaamheid van de toepassing, uitgedrukt in COP of Coefficient of Performance, is afhankelijk van de verhouding van de ingaande energie (pompkracht) en het geproduceerde geothermisch vermogen. COP= nuttig geleverde warmte (MWth) benodigde electriciteit (MWe) Hoe hoger de doorlatendheid van het gesteente en hoe hoger het debiet, des te minder pompkracht is vereist. Uit de formule voor het thermisch vermogen blijkt ook duidelijk dat het gehaalde thermische vermogen en dus de COP niet alleen afhankelijk is van de temperatuur van het opgepompte water, maar vooral van het verschil tussen de productie‐ en reïnjectietemperatuur van het water. Dit noemt men de ‘mate van uitkoeling’. Hoe groter dit verschil, des te groter de opbrengst aan warmte en des te hoger de COP. Het Platform Geothermie – Werkgroep gebouwde omgeving (2011) geeft een jaargemiddelde COP richtwaarde van 25 tot 30 voor een geothermiedoublet voor de directe warmtevoorziening van woningen (vloerverwarming, aanvoertemperatuur van 70°C, retourtemperatuur van 30°C). Om het rendement van grotere geothermieprojecten te bepalen moeten bijkomende factoren in rekening gebracht worden zoals: Warmteverlies in het distributienet Electriciteitsverbruik voor pompen (doubletpomp en transportpompen) Aandrijven en verbruik gashulpketel of andere. We spreken dan eerder van PER of Primary Energy Rate, i.p.v. COP. 5 Dreesen, R. & Laenen, B. (2010): Technology watch: geothermie en het potentieel in Vlaanderen. Eindrapport voor VLAKO, pp. 64. 7 4. INDIRECT GEBRUIK VAN AARDWARMTE D.M.V. WARMTEPOMPEN 4.1. Principe van de warmtepomp Een warmtepomp kan omgevingswarmte op relatief lage temperatuur (12°C) opwaarderen voor toepassingen op hogere temperatuur (40°C) zoals de verwarming van woningen of sanitair water. De hoeveelheid energie die het apparaat hiervoor nodig heeft is laag in vergelijking met de opbrengst. 60 tot 80% van de geleverde energie door de warmtepomp is afkomstig uit de omgeving. In de natuur koelt een warm object af door warmte af te geven aan zijn omgeving. Een warmtepomp doet net het omgekeerde. Een warmtepomp is een apparaat dat thermische energie (warmte) onttrekt aan een medium (warmtebron) op een relatief lage temperatuur en deze thermische energie bij een hogere temperatuur afgeeft aan een ander medium (warmteafgiftesysteem). Een warmtepomp ‘pompt’ dus thermische energie van een lager naar een hoger temperatuursniveau. Het warmtetransport gebeurt door een vloeistof (warmtedragend medium). 4.1.1. De thermodynamische cyclus Een geschikte vloeistof (warmtedragend medium) heeft een kookpunt bij lage druk dat onder de temperatuur van de warmtebron ligt, waardoor de vloeistof verdampt en aldus warmte onttrekt aan de bron (Fig. 9). Door met een compressor, die externe energie verbruikt, de ontstane damp onder druk te zetten, stijgt het kookpunt en de temperatuur en zal de damp condenseren (terug vloeistof worden). Hierbij geeft het warmte af aan het warmteafgiftesysteem. Om terug te keren naar de begintoestand moet een drukverlaging worden gerealiseerd met behulp van een expansieventiel. Dan kan de cyclus herbeginnen. Figuur 9: De thermodynamische kringloop (VEA, 2009) 4.1.2. De winstfactor De compressor, die de druk en dus ook de temperatuur in het warmtedragend medium verhoogt is het enige onderdeel in de warmtepomp dat energie verbruikt. Het energieverbruik van de compressor bepaalt hiermee dus de winstfactor van de warmtepomp. Een goede warmtepomp kan voor elke kWh elektriciteit die de compressor verbruikt 3 tot 6 kWh nuttige warmte genereren, en heeft dus een COP6 van 3 to 6. 6 COP versus SPF voor warmtepompen: Wanneer de temperatuur van warmtebron en/of het afgiftesysteem gedurende het jaar schommelt zal ook de COP van de warmtepomp variëren. Bovendien is de warmtepomp niet het enige apparaat dat energie verbruikt in het systeem. De prestatie van een warmtepompsysteem of de SPF (“Seasonal Performance Factor”) brengt zowel het energieverbruik van de warmtepomp als de randapparatuur in rekening over een gans seizoen. De SPF is steeds lager dan de COP. 8 Hoe groter de drukverhoging van de compressor, hoe hoger zijn energieverbruik en dus hoe lager de winstfactor. Hoe hoger de brontemperatuur en hoe lager de gewenste afgiftetemperatuur, des te groter de winstfactor. Bij een vergelijking van de winstfactor van verschillende warmtepompen moet steeds rekening gehouden worden met de condensor‐ en verdampertemperatuur die gekoppeld is aan de opgegeven winstfactor. 4.2. De ondergrond als warmtebron Bij de toepassing van een warmtepomp dient de warmtebron, die gratis warmte levert, gekozen te worden. In het kader van indirect gebruik van geothermie worden hieronder enkel grond en grondwater als warmtebron behandeld. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen gesloten systemen die met ondergrondse leiding functioneren (verticale en horizontale grondwarmtewisselaars) en open systemen die effectief het grondwater laten circuleren (zie figuur 10). Daarnaast moet er nog het onderscheid gemaakt worden tussen enkel energieonttrekking en de combinatie met energieopslag (het gesloten systeem BTES3, het open systeem ATES2). Figuur 10: Schema van de beschikbare ondiepe (‘LOW ENTHALPY’) geothermische technologieën. Bij ‘HYDROTHERMAL’ wordt het onderscheid gemaakt tussen OPEN en gesloten (‘CLOSED’) systemen. Voor elk van deze systemen wordt onttrekking (‘EXTRACTION’) onderscheiden van de seizoensopslag (ATES, BTES (met subtype ‘Energie onttrekking in fundamenten’)) (bron: Website Terra Energy). 4.3. Grond als warmteonttrekkingsbron in een gesloten systeem De temperatuur in de eerste meters onder maaiveld zijn nog onderhevig aan seizoensschommelingen. Vanaf een diepte van 5 m onder maaiveld is de bodemtemperatuur echter nagenoeg constant en bedraagt in ons gematigd klimaat 10° tot 12 °C waarna ze verder toeneemt met diepte volgens de geothermische gradiënt. Een grondwarmtewisselaar (Fig. 11) bestaat uit een buizenstelsel waardoor een mengsel van water en een antivriesmiddel, meestal glycol, stroomt. Deze vloeistof wordt over de verdamper van de warmtepomp geleid. Het juist dimensioneren van de grondwarmtewisselaar is van groot belang (gegevens warmtepomp, aantal draaiuren, soort toepassing, geologie). Een te kleine warmtewisselaar gaat te lage temperaturen leven, met rendementsverlies tot gevolg. Onnodig grote warmtepompvermogens kunnen de energie‐efficiëntie en de terugverdientermijn van het totale systeem sterk nadelig beïnvloeden. 9 Een verticale grondwarmtewisselaar bestaat uit aardsondes die door middel van een boormachine verticaal in de grond worden gebracht tot op een diepte tussen 25 en 150 m. De afstand tussen de verschillende boringen ligt tussen de 5 en 10 m. Dit systeem neemt dus, in vergelijking met horizontale grondwarmtewisselaar, weinig grondoppervlak in beslag. De verschillende sondeboringen worden met elkaar verbonden en gekoppeld aan de primaire warmtewisselaar van de warmtepomp. Een klassieke circulatiepomp zorgt voor het rondpompen van het energietransportmedium. In een goed gedimensioneerde installatie daalt de gemiddelde grondtemperatuur van 10° tot 12°C in de onmiddellijke nabijheid van de aardsonde naar het einde van het stookseizoen tot net boven het vriespunt, en is bij het begin van het volgend stookseizoen terug op het oorspronkelijke niveau. De temperatuursevolutie kan bij de ontwerpfase van het project accuraat worden gemodelleerd. A B C Figuur 11: Concept van geothermische warmteonttrekking met gesloten systemen (verticale (A) en horizontale (B) grondwarmtewisselaars) en een open systeem (C) (bron: Terra Energy) Horizontale warmtewisselaars bestaan uit een netwerk van buizen op een diepte van meer dan 1 m (onder de vorstgrens). Indien mogelijk plaatst men het netwerk onder het grondwaterpeil. De dimensionering gebeurt voornamelijk op basis op de warmtegeleidingcoëfficiënt van de bodem, die voornamelijk wordt bepaald door het klei‐ en vochtgehalte. Voor een gemiddelde woning volstaan over het algemeen 200 à 250 geboorde meters. Afhankelijk van de grondsamenstelling en het compressorvermogen van de warmtepomp zal de benodigde grondoppervlakte voor een gemiddelde woning tussen 200 en 500 m2 bedragen. 4.4. Grondwater als warmteonttrekkingsbron in een open systeem Door onttrekking van het grondwater zelf, met een temperatuur van 10° tot 12°C, voor huishoudelijk gebruik zal de temperatuur in de aquifer niet dalen. De COP van de warmtepomp zal dan ook hoog zijn en weinig variëren. Om deze techniek succesvol toe te passen moet men echter beschikken over een voldoende doorlatende watervoerende laag. Men zuigt het water op in een productieput en stuurt het langs de warmtepomp. Vervolgens wordt het water via een injectieput terug naar dezelfde geologische laag gebracht. Voor warmtepompen ligt de diepte van de boringen tussen 20 m en 100 m, afhankelijk van de geologie. 4.5. Ondergrond als energieopslag medium Dit systeem kent vooral zijn toepassing in grotere gebouwen, zoals appartementblokken, bedrijven en openbare gebouwen waar de warmte‐ en koudevraag voldoende hoog is. In tegenstelling tot bijvoorbeeld een lucht‐lucht warmtepomp, kan een grondgekoppelde warmtepomp de warmte die geladen is gedurende de zomermaanden ondergronds opslaan en deze hergebruiken in de winter. Dit is het principe van thermische seizoensopslag. Door de toenemende vraag naar ‘comfort’ in gebouwen wordt naast verwarming ook koeling in de zomer een belangrijk aspect. En aan deze vraag kan een thermische seizoensopslag dus ook beantwoorden. 10 4.5.1. Gesloten systeem: BTES De toegepaste technologie, BTES, is identiek aan de verticale grondwarmtewisselaar in gesloten systemen zoals hierboven beschreven. Maar naast het onttrekken van warmte wordt in dit systeem ook warmte die in de zomer aan een gebouw wordt onttrokken of via, bijvoorbeeld zonnecollectoren wordt verzameld, ondergronds opgeslagen om het nadien te kunnen gebruiken gedurende het stookseizoen. Deze technologie wordt toegepast voor grote gebouwen zoals kantoren, serrecomplexen, scholen, zwembaden etc. Het bestaat over het algemeen uit een veld van boringen, soms wel meer dan 100, die onderling worden verbonden en worden gekoppeld aan de primaire warmtewisselaar van de warmtepomp. BTES is de geothermische technologie met de minste geologische beperkingen en is dus quasi overal toepasbaar (met uitzondering van waterwinningsgebieden). In België is het toepasbaar en haalbaar voor 99% van het grondgebied. De terugverdientijd is 6 to 12 jaar en dit zonder rekening te houden met eventuele subsidieregelingen. Volledigheidshalve vermelden we nog de toepassing van een gesloten geothermische systeem dat ingebouwd kan worden in de funderingen van gebouwen (‘Energy Extracting Foundations’, Fig. 12). Het is in principe overal toepasbaar (met uitzondering van waterwinningsgebieden), maar komt komt slechts in aanmerking bij een lage energievraag, omdat de funderingspalen van de gebouwen eerder ondiep worden geplaatst. A B Figuur 12: Concept van ondiepe geothermische seizoensopslag: (A) open systeem (ATES) en (B) gesloten systeem (BTES). 4.5.2. Open systeem: ATES De toegepaste technologie, ATES, is identiek aan de verticale grondwarmtewisselaar in het open systemen zoals hierboven beschreven. Maar naast het onttrekken van warmte wordt in dit systeem ook warmte die in de zomer aan een gebouw wordt onttrokken, ondergronds opgeslagen om het nadien te gebruiken tijdens het stookseizoen. Het systeem bestaat uit één of meer onttrekkingsputten en injectieputten. ATES is de geothermische technologie met de hoogste energie‐efficiëntie. Men heeft echter wel een permeabele grondwaterlaag (aquifer) nodig op gewenste diepte met water van goede kwaliteit. Deze technologie is toepasbaar voor ongeveer 20% van Belgisch grondgebied. De terugverdientijd is 4 tot 9 jaar en dit zonder rekening te houden met eventuele subsidieregelingen. 11 4.6. Voor‐ en nadelen van warmtepompsystemen Voordelen Hoog comfortniveau van lage temperatuur verwarming (LTV*) afgifte systemen Energiebesparing / winst voor het milieu Nadelen Meestal hogere investeringen (die zich doorgaans binnen 4‐15 jaar terugbetalen) Beperking tot LTV‐afgiftesystemen, zoals vloer en wandverwarming Benodigde kennis en vakmanschap voor een goede toepassing is nog niet breed aanwezig Voldoen aan energieprestatieregelgeving Mogelijkheid van natuurlijke koeling tijdens warme zomers * (aanvoer temperatuur <50°C) 4.7. Enkele voorbeelden uit binnen‐ en buitenland In het GEO.POWER project werden goede praktijken in verband met geothermische warmtevoorziening tussen de partners uitgewisseld. Vanuit een technische analyse en een afweging van de kosten en baten werd nagegaan in welke mate de praktijkvoorbeelden reproduceerbaar zijn in onze eigen regio en hoe de weg hiervoor best geëffend kan worden. Hieronder wordt een praktijkvoorbeeld uit België toegelicht dat door verschillende GEO.POWER‐parters werd geselecteerd en een praktijkvoorbeeld uit Hongarije dat door VITO werd geëvalueerd op zijn toepasbaarheid in België. 4.7.1. Glastuinbouwsector De steeds stijgende kosten van conventionele energie hebben geleid tot een stijgende interesse in duurzame oplossingen voor de land‐ en tuinbouw. De lagere bedrijfs‐ en onderhoudskosten in combinatie met de afgenomen emissies maken van geothermische verwarming en koeling de voor de hand liggende oplossing. Een mooi voorbeeld hiervan is een innovatief project bij een aardbeienkwekerij te Hoogstraten (provincie Antwerpen). Een grondgekoppelde warmtepomp met een ATES‐systeem levert voor het serrecomplex van 13500 m2 energie‐efficiënte verwarming in de winter en natuurlijke koeling in de zomer. De koeling gedurende de zomer zorgt er voor dat er minder ventilatie nodig is in de serres, een zogenaamd ‘gesloten serre’. Het systeem leidt tot betere omstandigheden voor de groei van de aardbeien door een verlaging van ziektes en het behouden van hogere CO2‐concentraties in de serres, wat de groei van de planten bevordert. Dit alles zorgt voor 20% hogere opbrengst. ‐ De grondgekoppelde warmtepomp van 825 kW zorgt voor 90% van de verwarming van de serres; ‐ Een op olie gestookte verbrandingsketel van 640 kW wordt gebruikt om het piekverbruik op te vangen; ‐ Het ATES‐systeem bestaat uit twee 140 m diepe boringen met een tussenafstand van 140m. ‐ De terugverdientijd, berekend op basis van energiebesparing (minder verbruik van gas en olie), bedraagt ongeveer 12 jaar. Wanneer de productietoename wordt meegerekend daalt de terugverdientijd tot 7 jaar. ‐ Deze installatie vermindert het primaire energieverbruik met 65%, wat resulteert in een CO2‐emmissiereductie van 34%. Dit demonstratieproject voor de glastuinbouw in noordoost België wordt gesteund door VEA, het Vlaams Energie Agentschap en de veiling van Hoogstraten. Elke jaar neemt het aantal serrekwekers in deze streek af, voornamelijk door de toenemende energiekosten. Dit demonstratieproject toont dat energiebesparing kan worden gecombineerd met productie‐efficiëntie en is dan ook van groot belang voor de toekomst van deze economische activiteit van deze regio. 12 4.7.2. Renovatieproject van een appartementsgebouw: Hun street (Hongarije) Het voorbeeldproject betreft een flatgebouw uit de jaren ’70 van 10 verdiepingen met 256 appartementen, dat onderdak biedt aan ongeveer 1000 personen. Voor de renovatie was het gebouw aangesloten op een stadsverwarmingsysteem. In een eerste fase van de restauratie werd het gebouw grondig geïsoleerd, met dak‐ en muurisolatie, energie‐ efficiënte ramen en door de bewoners zelf afstelbare verwarmingsradiatoren. Na deze investering werd een grondgekoppeld ATES‐systeem geplaatst. Het systeem bestaat uit 4 productieputten en 6 injectieputten en 3 grondgekoppelde warmtepompen, 434 kW nominale capaciteit voor verwarming en 245 kW voor sanitair water. Er is geen andere warmtebron nodig. De woonkosten daalden met 33% en er werd 336 t CO2 per jaar minder uitgestoten. Vergelijkbare flatgebouwen uit de jaren ’70 worden ook vele Belgische steden aangetroffen. Het praktijkvoorbeeld van Hun street is dus zeer relevant voor de Belgische situatie. Zeer belangrijk is de grondige isolatie (daken, muren en ramen) van het gebouw voor een mogelijke installatie van een goed gedimensioneerd ATES‐systeem gecombineerd met grondgekoppelde warmtepompen. Literatuurlijst / Geraadpleegde werken ‐ Terra Energy, presentatie GEO.POWER final conference en website: http://www.terra‐energy.be/ ‐ VEA, 2009. Warmtepompen voor woningverwarming. D/2009/3241/023,35p. 13 5. DIEPE GEOTHERMIE VOOR DIRECTE VERWARMING In wat volgt worden enkele concepten en concrete voorbeelden van directe aanwending van aardwarmte toegelicht. De onderste grens voor de directe aanwending van geothermie voor de verwarming van ruimtes wordt doorgaans gelegd op 40°C. In onze regio dient hiervoor dieper dan 1 km geboord te worden. Een eerste voorbeeld behandelt geothermie voor stadsverwarming via een cascadesysteem. Een tweede voorbeeld verwijst naar één van de praktijkvoorbeelden uit het Interreg IVC project GEO.POWER, met name het gebruik van hooggradige geothermie voor de verwarming van historische gebouwen in de stad Ferrara in Italië. Ten derde wordt een voorbeeld aangehaald van diepe geothermie in de glastuinbouw in Nederland. Ten slotte wordt kort ingegaan op een veralgemeend stappenplan dat een idee geeft over de belangrijke, initiële stappen in het traject die dienen doorlopen te worden voor realisatie. 5.1. Geothermie voor stadsverwarming volgens een cascadesysteem Verschillende gebouwen en installaties in een stad kunnen een sterk verschillende warmtevraag hebben. Idealiter kunnen geothermieprojecten via een cascadesysteem ingericht worden waarbij de eerste schakel de hoogste temperatuur krijgt aangeleverd. Toepassingen met een lagere warmtevraag worden dan in serie achter elkaar geschakeld vooraleer het water via de injectieput opnieuw in het ondergronds reservoir geïnjecteerd wordt. Op die manier wordt de bovengehaalde warmte optimaal ingezet. De radiatoren in bestaande woningbouw werken vaak met temperaturen van 70° tot 90 °C. Zij zijn dus vaak de eerste schakel. De trend in nieuwbouw is dat de warmtevraag steeds kleiner wordt. Dit kan gaan van 60 – 80°C tot 40°C en lager wanneer de ruimtes voorzien zijn van vloerverwarming of klimaatplafonds (30°C). Naast toepassingen voor de verwarming van ruimtes kunnen ook andere toepassingen hieraan gekoppeld worden, zoals de verwarming van zwembadwater, drogen van biomassa . De verschillende toepassingen zijn met elkaar verbonden via een warmtenet en zijn beste niet te ver van elkaar en van de productieput gelegen zodat het transport van het warme water geminimaliseerd wordt. In St. Ghislain, in de regio van Bergen wordt dit concept reeds meer dan 20 jaar toegepast (bron: http:// energie.wallonie.be; www.idea.be; Fig. 13). Het water dat hier opgepompt wordt, is afkomstig van het Dinantiaan reservoir op ongeveer 2.500 m diepte. Omwille van de lokale geologie is het water artesisch. Dat wil zeggen dat, door de druk in het reservoir, het water in de boring natuurlijk tot aan de oppervlakte komt en dit met een debiet van 100 m³/u. De temperatuur die men ontvangt aan de oppervlakte is 72° ‐ 73°C. Het water uit deze boring wordt afgeleid naar een verwarmingscentrale waar 3 warmtewisselaars geïnstalleerd staan met een totale capaciteit van 5.2 MW. Van hieruit wordt voorzien in de verwarming van 3 schoolgebouwen, een sporthal met zwembad, het hospitaal van Grand‐ Hornu en 10 (sociale) woonblokken in de buurt. Sinds 2009 is ook het station van St.‐Ghislain aangesloten op dit warmtenet. De leidingen hebben een totale lengte van 6 km en de circulatie van het water gebeurt door 2 pompen met een debiet van 130 m³/u. De geothermische bron voorziet hier de belangrijkste basislast. Wanneer de temperatuur beneden 0°C daalt, wordt er bijverwarmd door middel van 2 gasketels (5 MW elk, 10% van jaarlijkse last). De temperatuur na afkoeling in de verwarmingscentrale bedraagt ongeveer 40°C en werd daarna, tot voor kort, aangewend voor de verwarming van serres (4.000 m²). Als laatste wordt het water dat nog een temperatuur van 34°C heeft, gebruikt voor de droging en fermentatie tot methaangas van slibs uit de nabijgelegen transportcentrale. Het water wordt hiervoor nog over 1.500 m getransporteerd. Na deze cascadeschakeling heeft het water nog een temperatuur van 30°C. Het niet gebruikte potentieel wordt nog geschat op 1 MWth. 14 Figuur 13: Algemeen cascadesysteem van de geothermische exploitatie van Henegouwen – Saint‐Ghislain. (uit presentatie L. Licour, 2011) en van links naar rechts: foto’s van de bron, warmtewisselaars en gasketels. 5.2. Stadsverwarming van historische gebouwen in historisch centrum van ferrara (Italië) Ferrara is een moderne stad van 135.000 inwoners in het noorden van Italië met verscheidene historische gebouwen die teruggaan tot de Middeleeuwen. Deze situatie is erg vergelijkbaar met de historische kernen van verschillende Belgische steden. Tegen 2020 moeten ook deze gebouwen hun energievoorziening aanzienlijk verduurzamen. Renovatie is echter niet altijd een optie (gedeeltelijke of volledige bescherming) waardoor andere oplossingen moeten gezocht worden. Geothermie wordt dan ook steeds meer aanzien als een groene, lokale en duurzame oplossing als verwarming van deze gebouwen. 15 In 1960, tijdens exploratie naar nieuwe olievelden, werd een ondergronds reservoir aangetroffen van warm water op 2.000 m diepte. Na de energiecrisis van de jaren ’70, nam de stad Ferrara het initiatief om een project op te zetten voor stadsverwarming, grotendeels gebaseerd op deze geothermische bron. Water met een temperatuur van 100° ‐ 105°C wordt opgepompt uit 2 productieputten vanop een diepte van 1.000 m en met een totaal debiet van 400 m³/u. De warmte wordt afgegeven via warmtewisselaars aan een secundair circuit waarin het warme water over 11 km getransporteerd wordt naar het centrum van de stad. Het opgepompte water wordt ter plekke opnieuw geïnjecteerd om de geotechnische stabiliteit te verzekeren. Het zoutgehalte van dit water bedraagt 60 g/L. Sinds 1990 maakt dit geothermisch netwerk deel uit van een “Geïntegreerd Energie Stadsverwarmingsnetwerk” (Fig. 14). De geothermische energie is de primaire verwarmingsbron en produceert ongeveer 75.000 MWh/jaar. Het voorziet hiermee in een constante en betrouwbare basislast. Een WTE (waste‐to‐energy) plant vormt een secundaire bron sinds 1993 (19.590 MWth, 87.000 MWe in 2008) en een derde energiebron bestaat uit 7 natuurlijke methaangas‐boilers die de piekvragen helpen beantwoorden (Fig. 15). Vier opslagtanks met een capaciteit van 1.000 m³ elk kunnen de warmte opslaan op momenten dat het aanbod de vraag overstijgt. Het netwerk is ongeveer 130 km lang en voorziet warmte voor ongeveer 5.245.000 m³, verdeeld over 530 gebruikers, waaronder woningen, gebouwen in tertiaire sector en industriële toepassingen. Dit systeem en de aanpak in de stad Ferrara vormen een goed voorbeeld van een stadsverwarmingssysteem waarbij geothermie gecombineerd en geïntegreerd wordt met andere duurzame energiebronnen. Bovendien wordt er in Ferrara momenteel gekeken om een tweede geothermale bron aan te sluiten en het systeem uit te breiden met een zonne‐energie‐installatie en een ORC systeem (Organic Ranking Cycle) voor elektriciteitsopwekking. Hiermee wordt gemikt op de productie van 289 GWhth (waarvan 163 GWth uit geothermie) waardoor 91% van de totale warmtevoorziening voor het district uit duurzame bronnen zou komen. Figuur 14: Ferrara stadsverwarming ontwikkelingsplan: bestaande project (links) en beoogde uitbreiding (rechts) (Bron: International District Energy Climate Award. Document uitgebracht door HERA) Figuur 15: Energiemix van het geïntegreerde energiesysteem van Ferrara (Bron: International District Energy Climate Award. Document uitgebracht door HERA) 16 5.3. Verwarming in de glastuinbouw Voorbeeld van Vleestomatenbedrijf A+G van den Bosch in Bleiswijk (Nederland). A+G van den Bosch is een vleestomatenbedrijf in Bleiswijk. In 2006 – 2007 werd er gestart met de eerste boring naar aardwarmte om de serres te verwarmen, op dat moment een primeur in Nederland (www.vleestomaat.nl; Fig. 16). Het reservoir bevindt zich op een diepte van 1.700 m en het water heeft een temperatuur van 60 °C. De injectietemperatuur varieert van 24° tot 34°C en het debiet tussen 85 en 150 m³/h. Het vermogen bedraagt 5 MWth. De efficiëntie, in termen van COP, bedraagt gemiddeld 18. De pompdruk varieert tussen 12 en 26 bar en het electriciteitsverbruik tussen 220 en 280 KWh. Met deze eerste put wordt 7,2 ha aan serres verwarmd. Er is ook nog een tweede serre van 7,6 ha aan de bron gekoppeld die de restwarmte, na serre 1, ontvangt. Indien nodig kan aardgas bijgestookt worden. Het aardwarmtesysteem vult in eerste instantie een warm waterbuffer van 1.500 m³ waaruit de nodige warmte gehaald wordt voor de serres. De energiebesparing komt neer op ongeveer 3 miljoen m³ aardgas equivalent per jaar wanneer enkel serre 1 verwarmt wordt (7,2 ha) en 4,5 miljoen m³/jaar voor serres 1 +2 (14,9 ha). Hun CO2 voetafdruk werd met 74% verlaagd t.o.v. het gebruik van een gewone ketel. Voor bijkomende technische ingrepen die mogelijk zijn om de efficiëntie van het systeem verder te verhogen, verwijzen we naar het Stappenplan Winning Aardwarmte voor Glastuinbouw (2010) in Nederland. Figuur 16: Foto’s van www.vleestomaat.nl – geothermieproject A+G Van den Bosch. 5.4. Nota omtrent indirect gebruik van aardwarmte voor elektriciteitsproductie Het indirect gebruik van geothermie omvat het omzetten van aardwarmte naar elektriciteit. Dit kan via stoomaangedreven turbines indien de temperatuur en het debiet van het geproduceerde water hoog genoeg zijn (T > 190°C). Stroomopwekking is echter ook mogelijk bij lagere temperaturen (100 tot 190°C) door te werken met een organisch fluïdum in een secundair circuit dat bij lagere temperaturen al voldoende dampspanning genereert (ORC). Meestal vindt dit plaats door het gebruik van warmte aanwezig op grotere dieptes (3 – 5 km). Dit hoeft echter niet altijd zo te zijn. Dergelijke geothermische toepassingen zijn gekend op verscheidene plaatsen in Europa (zie EGEC Deep Geothermal Market report 20117). Vooral voor gecombineerde toepassingen waar aan elektriciteitswinning wordt gedaan uit geothermie, in combinatie met warmtelevering, bestaan er mogelijkheden in België. 7 http://egec.info/egec‐deep‐geothermal‐market‐report‐2011/ 17 5.5. Belangrijke stappen in de start van een diep geothermisch project en financiën Aanloop‐ en exploratiefase Ontwikkelingsfase 18 Figuur 17: Grafieken voor cumulatieve kosten en kans op succes tijdens de aanloop‐ en exploratiefase en ontwikkelfase voor een project diepe geothermie. De bovenstaande figuur (Fig. 17) geeft bij wijze van voorbeeld de doorlooptijd en de evolutie van de ontwikkelingskosten voor een geothermisch systeem voor de verwarming van een serre met twee boringen tot op een diepte van een kleine 2 km. De aanloopkosten worden voor een groot stuk bepaald door de mate waarin de lokale ondergrond al gekend is. In het voorbeeld zijn we er van uit gegaan dat de beschikbare kennis onvoldoende is en dat extra verkenning aan de hand van seismiek vereist is. Op plaatsen waar de ondergrond wel reeds uitvoerig verkend werd, kan deze stap overgeslagen worden. Hierdoor kan het project snel met een half jaar ingekort worden en dalen de ontwikkelingskosten met zowat 500.000 euro. De grootste kosten zijn verbonden met de boringen. Ze omvatten kosten die moeten gemaakt worden om de boringen te ontwerpen, het terrein voor te bereiden, de vergunningen aan te vragen, de boorapparatuur te mobiliseren en te inspecteren en natuurlijk de kosten voor de boringen zelf. Al deze kosten zijn sterk afhankelijk van de complexiteit van de boringen. Over het algemeen stijgen de kosten met diepte, zij het niet lineair (Fig. 18). Enkele eerste richtgetallen: voor een boring met een diepte van ongeveer 1 km kan 1 miljoen euro volstaan, vanaf 2 km gaat dit bedrag gemakkelijk boven de 3 miljoen euro en wanneer er naar 3 km en dieper geboord wordt, gaat dit boven 5 miljoen euro. Bijkomende, initiële kosten voor de boring zijn het boormanagement (personeel, eventueel opstellen putontwerp) en de benodigde vergunningen (zie verder). Tenslotte is er de afvoer van de grond en de boorspoeling. De kosten van de bovengrondse installatie hangen zeer sterk af van wat er reeds aanwezig is. Is er al dan niet een bestaand warmtenet aangepast aan de geleverde temperaturen? Wat zijn de nodigde aanpassingen aan de leidingen van en naar de putten en eventuele optimalisaties aan het systeem (bv. grondverwarming, luchtbehandelingskasten in serres, …). Indien een volledig nieuw net aangelegd dient te worden dan zullen deze investeringen sterk toenemen. Technische ingrepen kunnen de delta T, het verschil tussen productie‐ en injectietemperaturen, doen toenemen en het vermogen en COP hierdoor positief beïnvloeden. 19 Figuur 17 toont ook de evolutie van de kans dat het project succesvol kan worden afgerond. Onder ‘succes’ verstaan we dat het systeem voldoende warmte kan leveren om rendabel te zijn. Het succes wordt dan ook grotendeels bepaald door de hoeveelheid water die kan worden opgepompt en door de temperatuur van dit water. Bij aanvang van een project kunnen beide parameters doorgaans alleen maar ingeschat worden op basis van modellen en extrapolatie. Men is op dat moment dan ook niet 100% zeker of het verwachte vermogen ook zal gehaald worden. Pas nadat de eerste boring is afgerond; weet men of de eerder gemaakte aannames kloppen of niet. Op dat moment stijgt de kans op succes aanzienlijk, maar 100% zeker is men pas nadat het systeem een tijd heeft proefgedraaid. Dit geologisch risico is typisch voor diepe geothermie en is één van de belangrijkste hindernissen voor het financieren van een project. Een gecoördineerde verkenning van de diepe ondergrond, gerichte subsidies en een verzekering van het geologisch risico kunnen helpen om deze belemmering te beperken of weg te nemen. De initële investeringen voor een geothermisch doublet zijn hoog en vooral gelinkt aan de kosten van het doublet. De operationele kosten zijn echter beduidend lager dan voor bijvoorbeeld gasgestookte warmtelevering (zie Handboek Geothermie in de Gebouwde Omgeving, 2011). Figuur 18: Kosten voor een boring in functie van de diepte (Bron: Handboek Geothermie in de Gebouwde Omgeving, 2011) 5.6. Opmerking installatie onder‐ en bovengronds en levensduur Wanneer uit een put warm water geproduceerd wordt en het afgekoelde water nabij geïnjecteerd wordt, onstaat er in de ondergrond een koudefront dat richting productieput kan opschuiven indien men meer warmte ontrekt dan natuurlijk aangevoerd wordt (Figuur 19). In dergelijk geval geldt hoe groter de ondergrondse afstand tussen de putten, des te langer de levensduur van een project. Figuur 19: Modellering van de opschuiving van het koudefront tijdens injectie over 30 jaar – hypothetische gevallenstudie (prod1 = productieput; inj1 = injectieput) 20 Vaak wordt er gewerkt met een ondergrondse afstand tussen producer en injector van ongeveer 1,5 km. Er wordt doorgaans aangenomen dat buiten een rechthoek die de 2 cirkels met diameter van 1,5 km rond de 2 boringen omvat, de druk‐ en temperatuurverschillen na 30 jaar niet beduidend zijn. Dat zou dus betekenen dat hiernaast een tweede geothermieproject kan opgezet worden in dezelfde aquifer zonder interferentie. Dit is in praktijk echter zelden het geval omdat de meeste van onze reservoirs erg heterogeen zijn (variatie in samenstelling, porositeit en doorlatendheid). Het is maar met voorschrijdend inzicht bij nieuwe boringen dat we onze voorspellingen omtrent invloedsradii beter gaan kunnen onderbouwen en voorspellen. Numerische modelleringen zijn het meest aangewezen om de evolutie van de invloedsradii en afkoeling doorheen de tijd te voorspellen voor verschillende pompscenario’s (Fig. 19). De installatie bovengronds tijdens de booractiviteiten kan oplopen tot meer dan 100 m², maar kleinere projecten zijn mogelijk voornamelijk wanneer ook de aan te boren diepte afneemt (30 m²). Eenmaal de geothermische putten geplaatst zijn, is het enige ruimtebeslag nog de warmtewisselaar, pompen en eventuele back‐up installatie. Dit kan volledig ondergronds (maar toegankelijk) of in een gebouw van beperkte afmetingen ondergebracht worden. In sommige gevallen kiest men er echter voor deze expliciet te tonen aan het publiek. 21 6. MARKT EN CONDITIES VOOR TOEPASSING VAN GEOTHERMIE België kent de hoogste bevolkingsdichtheid van Europa waarbij Vlaanderen ook nog eens koploper is binnen België (Hilderson et al., 2010 8). Ongeveer 4.3 miljoen wooneenheden werden geregistreerd in 2008 en dit aantal stijgt met ongeveer 9% per jaar (9,6% in Vlaanderen). Hiervan behoren 80% tot eensgezinswoningen en de helft daarvan komt voor als alleenstaande woningen, voornamelijk in de superbane regio’s en rondom de stad. Dit heeft voor gevolg dat de voetafdruk van de bebouwde omgeving nog steeds sterk groeit. Op dit moment komt ongeveer 42% van de totale warmtevraag toe aan de gebouwde omgeving waarvan 60% voor huishoudens en 40% voor utiliteit. In dichtbebouwde gebieden is het energieverbruik dan ook grotendeels toe te schrijven aan de verwarming gerelateerd aan de bebouwing. In 2005 kwam dit neer op 347.990 TJ aan energie in de residentiële sector. Naast verschillen in densiteit van bebouwing is er ook een duidelijk contrast in de ouderdom en stijl van het woningpark tussen het zuiden en noorden van het land enerzijds en tussen steden en superbane regio’s anderzijds. In het zuiden domineren oude, alleenstaande woningen, ouder dan 1945 of zelfs 1919 die gekenmerkt worden door een laag energielabel en dus relatief hoge warmtevraag. Het woningpark in het noorden, Vlaanderen, is doorgaans iets jonger en diverser (60% van het woningpark ouder dan 1970, ECODATA, 2008 9). Hier zijn voornamelijk de woningen in stedelijke context het minst energie‐efficiënt. Met name in zo goed als niet‐geïsoleerde woningen ligt de warmtevraag ruim 40% hoger dan voor nieuwbouw. Er kan dus gesteld worden dat een belangrijke verduurzamingsslag kan gemaakt worden in de residentiële sector of bebouwde omgeving, meer specifiek, in steden en in het zuiden van het land. Figuur 20: Energievraag in de huizenmarkt in België. 8 Hilderson, W., Mlecnik, E., Cré, J., 2010. Potential of Low Energy Housing Retrofit, Final Report Low Energy Housing Retrofit (LEHR), Belgian Science Policy (Programme to stimulate knowledge transfer in areas of strategic importance – TAP2), Brussels, 52 p. 9 ECODATA, FOD Economie, KMO, Middenstand & Energie, 2008, Gebouwen volgens het kadaster, http://ecodata.mineco.fgov.be/mdn/Kadaster.jsp 22 Welke condities moeten nu in rekening gebracht worden voor de evaluatie van een rendabele toepassing van geothermie voor de verwarming van gebouwen of installaties? Publieke acceptatie van de energiebron. Bij grootschalige (diepe) geothermietoepassingen moet er rekening gehouden worden met de inpassing van een collectief (warmte)systeem waar verschillende eigenaars ‐ gebruikers zich op aansluiten. Aan‐ of afwezigheid van bestaande klein‐ of grootschalige warmtenetten: Wanneer reeds een warmtenet aanwezig is kan de inpassing van geothermie eenvoudiger gebeuren. Hierbij dient er wel nagegaan te worden of de aangeleverde temperatuur overeenkomt met de temperatuur waarvoor het net werd aangelegd. Mogelijks zijn hier aanpassingen noodzakelijk. Nabijheid tussen toepassing en geologisch potentieel: Warmte transporteren is duur en gaat gepaard met een daling van de COP. In een ideale situatie is de aquifer aanwezig in de directe ondergrond, staat de bron centraal en kan de warmte‐afzet maximaal gebeuren over korte afstand. Dit kan bijvoorbeeld in een wijk met een zekere bouwdichtheid (> 35 woningen/ha), op een bedrijventerrein of voor een serrecluster. Bij nieuwbouw zal de warmtevraag lager zijn en zal een groter gebied betrokken moeten worden. Voor bestaande bouw in bijvoorbeeld oudere stadswijken kan geothermie daardoor een meer rendabele oplossing zijn om de warmtevraag te verduurzamen. Maximale thermisch vermogen inzetten en verzekeren als basislast. Een geothermisch doublet heeft een bepaald maximum vermogen afhankelijk van o.a. de uitkoeling en het debiet. Dit wordt best maximaal ingezet en kan door een combinatie aan toepassingen te beogen waarbij deze in een cascadesysteem achtereen geschakeld worden. Geothermie wordt daarom ook bij voorkeur als een continue basislast ingezet! Een combinatie met warmteopslag kan het systeem verder optimaliseren. De economische rentabiliteit van de distributie‐ en het afgiftesysteem spelen een belangrijke rol. Zekerheid kan gecreëerd worden door afspraken te maken met woonmaatschappijen, bedrijven, corporaties zodat de warmte‐afname over langere tijd gegarandeerd is. Het voordeel is dat de prijs van warmtevoorziening uit geothermie hoofdzakelijk afhankelijk is van de kapitaallasten die veel stabieler zijn dan de variabele lasten bij andere energiebronnen. Dit is interessant voor exploitant en gebruiker. 23 7. BEVOEGDHEDEN, REGELGEVING EN STIMULANSMAATREGELINGEN In het kader van geothermische projecten ligt het zwaartepunt van de bevoegdheden en regelgeving bij het gewestelijke beleidsniveau. Zij zijn bevoegd voor het merendeel van de facetten die bij de realisatie van een dergelijk project aan bod komen (milieu en energie). In onderstaande tabellen wordt enerzijds een overzicht gegeven van de bevoegdheidsverdeling voor verschillende aspecten van een geothermisch project en anderzijds van de huidige regelgeving voor de belangrijkste aspecten. Technisch zijn er duidelijke verschillen voor ondiepe en diepe toepassingen, maar in de regelgeving is er geen uniforme en consistente definitie van wat ondiep, respectievelijk diep is. Op technisch vlak wordt deze grens vaak gelegd op ca. 400 à 500 m. Op het vlak van regelgeving is de 500 m dieptegrens belangrijk. Voor meer details verwijzen we naar de desbetreffende decreten, uitvoeringsbesluiten en voor een meer gedetailleerde samenvatting naar het ANTEA‐rapport ‘Inventarisatieonderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daarrond in relevante buitenlandse rechtsordes’ (2011). 7.1. Wettelijke verplichtingen en subsidieregelingen Vergunningen, aangegeven door VEA, moeten worden aangevraagd in volgende gevallen: ‐ indien een zeer grote warmtepomp wordt toegepast (met een totale genïstalleerde drijfkracht van de warmtepomp van meer dan 200 kW); ‐ indien grondwater wordt rondgepompt (met onttrekking‐ en injectieput), dit geldt dus voor de open systemen die rechtstreeks grondwater benutten; ‐ indien de verticale grondwarmtewisselaar als bron wordt toegepast en dieper werd geboord dan het dieptecriterium ter plaatse; ‐ indien een horizontale of verticale grondwarmtewisselaar wordt toegepast met daarin een warmtedragend medium met gevaarlijke stoffen zoals bedoeld in bijlage 2B van Vlarem I. Wanneer er geen sprake is van vergunningsplicht, zal vaak wel een melding moeten gedaan worden. Dit is het geval in volgende situaties: ‐ de warmtepomp heeft een totale geïnstalleerde drijfkracht van meer dan 5 kW; ‐ er wordt gebruik gemaakt van een verticale bodemwisselaar waarbij tot een diepte tot aan het lokaal dieptecriterium wordt geboord (indien dieper dan 50m geldt een vergunningsplicht; Gewesten Vlaanderen Bescherming van het (leef)milieu Energie Natuurlijke MER‐decreet (diepe geothermie) Milieuvergunningsdecreet met uitvoeringsbesluiten (VLAREM I, II): reglementering en code van de goede praktijk voor hinderlijke activiteiten bij realisatie van geothermisch project, verlenen van vergunningen; Bodemregelgeving; Afvalstoffenbeleid Verantwoordelijk voor productie van energie uit hernieuwbare energiebronnen, toekennen van mogelijke steunmaatregelen, beleid rationeel energiegebruik. Bevoegd voor warmtenetten. Uitzondering: electriciteit: enkel bevoegd voor distributie. Decreet Diepe Ondergrond: hierin is Wallonië Federaal Le Code de l’Environnement est la législation cadre relative à l’environnement. • Code de l’eau • Législation sur les déchets Productnormen (waaronder ecolabel): voorwaarden waaraan product/materiaal (vb. boormateriaal, ‐spoeling) moet voldoen om op markt gebracht te mogen worden (gebruik is gewestelijke bevoegdheid) Transmissie van electriciteit; transmissie‐ en distributienettarieven; Eventuele belastingsvermindering of fiscale aftrek voor groene warmte. Le système des certificats verts : un soutien est accordé une fois que le projet est dans la phase opérationnelle c.‐à.‐d quand l’investissement est réalisé. L’incitant est uniquement pour des projets de géothermie produisant de l’électricité. L'énergie géothermique n'est pas 24 Ondergrondse opslag en rijkdommen geothermie niet opgenomen. Aardwarmte is bijgevolg, net als zon en wind, vrij te gebruiken. Stedenbouwkundig akkoord en voorschriften (bv. bufferzones) Ruimtelijke ordening spécifiquement mentionné dans la législation minière. Législation urbanistique : Adopté en 1984, le Code Wallon de l'Aménagement du Territoire, de l'Urbanisme et du Patrimoine « CWATUP » constitue la base légale du droit de l’aménagement du territoire, de l’urbanisme et du patrimoine. En 2007, le CWATUP est devenu le CWATUPE (E pour énergie) en transport van aardgas; Ondergrondse opslag van radioactief afval vue de promouvoir la performance énergétique des bâtiments Verzekeringen Momenteel geen speicifieke initiatieven. Pas d’assurances spécifiques à la géothermie mises en place a ce jour. Vlaanderen Wallonië Federaal Gewesten Tabel 1: Verdeling van bevoegdheden (bron Vlaanderen: ‘Inventarisatieonderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daaerond in relevante buitenlandse rechtsordes’, 2011). Pre‐feasibility Vlaanderen Nog geen databanken ter beschikking voor potentieelinschatting, of voor aanwezige projecten. Pas de databases disponible à ce jour. Vlaamse codex ruimtelijke ordening (VCRO), 1 sept. 2009 en latere wijzigingen; Stedenbouwkundinge vergunningsplicht voor de boringen en de bovengrondse installaties (opgelegd in artikel 4.2.1 VCRO). Mogelijke uitzondering wanneer installatie valt onder 'gebruikelijke ondergrondse constructie'. Ruimtelijke structuurplannen op gewestelijk, provinciaal, lokaal niveau Geen regelgeving wat betreft ruimtelijke ordening van ondergrond 25 Ruimtelijke planning Wallonië Demande de permis d’urbanisme pour la mise en place les puits géothermiques souhaités. Demande de permis d’environnement temporaire pour l’opération de forage et la réalisation des tests nécessaires au droit des puits nouvellement mis en place (pompage d’essai, mesure de la température, autres diagraphies, …) Un élément clé dans la législation relative à l’aménagement du territoire est le(s) permis d’urbanisme. Combiné avec le permis d’environnement, le permis d’urbanisme peut être regroupé dans un permis unique. Le permis unique est d’application depuis le 1er octobre 2002. Milieuwetgeving Aanvraagdossier bij VREG voor groenestroomcertificaten bij opwekking electriciteit uit hernieuwbare energiebron; EPB‐haalbaarheidsstudie: energieprestatie‐eisen voor gebouwen Energie 26 Demande de permis d'environnement (classe 1: EIE obligatoire, classe 2: notice envoronnementale ou/et EIE, classe 3) Décret sur les eaux souterraines (déchargement, stockage, injection d'eau); Rubriques 45.12.01 et 02 ‐ Le forage nécessaire à la réalisation d’un projet de géothermie sera toujours de classe 2. Procédure permis : Annexe XVIII « opérations de forage et de sondage » avec distinction entre usage « prise d’eau » et « usage géothermique sans prise d’eau » Les eaux souterraines : En général, les projets de géothermie profonde appartiendront à la rubrique 41.00.03.02 et seront de la classe 2 en ce qui concerne la prise d’eau. l’annexe III « Formulaire relatif aux prises d’eau » de l’AGW du 4 juillet 2002 relatif à la procédure et à diverses mesures d'exécution du décret du 11 mars 1999 relatif au permis d'environnement fait également référence au pompage d’essai d’une durée n’excédant pas douze mois. La réinjection peut être considérée comme une recharge des eaux souterraines et appartient dès lors à la rubrique 41.00.04. Qu’importe le débit d’injection, l’activité est de classe 1 et nécessite donc toujours la réalisation d’une étude d’incidences sur l’environnement (EIE). Demande de permis d’environnement définitif pour l’exploitation des puits géothermiques et des activités et installations (classées) connexes du projet, avec réalisation de l’étude d’incidences sur l’environnement (EIE) au préalable. Energie Decreet integraal waterbeleid van 18 juli 2003 met aanpassingen en uitvoeringsbesluit van de Watertoets; Milieukwaliteitsnormen voor oppervlaktewater, waterbodems en grondwater van 21 mei 2010; Decreet maatregelen grondwaterbeheer van 24 jan 1984; Toetsing aan de M.E.R. plicht (Milieu‐ effectrapportage;Decreet 18 dec 2002, aanvullend op decreet 5 april 1995 ) voor grote projecten (cfr. vaak klasse 1) zoals diepe geothermische boringen die water zullen onttrekken Milieuvergunningsdecreet van 28 juni 1985 en wijzgingen: o.b.v. klasse van de hinderlijke inrichting Meldingsplicht: klasse 3, milieuvergunningsplicht: klasse 1, 2; Uitvoeringsbesluiten: VLAREM I (klasse 3, o.a. warmtepomp met drijfkracht > 5kW, bodemwisselaars tot aan lokaal dieptecriterium) en VLAREM II (algemene en sectorale milieuvoorwaarden tijdens exploitatie en code van goede praktijk), o.a. grote ondiepe systemen, systemen dieper dan dieptecriterium, gebruik stoffen in gesloten grondwarmtewisselaar; Bodemsaneringsdecreet van 27/10/2006 en wijzigingen, gericht op duurzaam bodembeheer. Uitvoeringsbesluit: Vlarebo; Decreet duurzaam beheer materiaalkringlopen en afvalstoffen 23/12/2011. Uitvoeringsbesluit: Vlarema; VLAREL: bekwaamheid van boorfirma's Milieubeleidsplannen op gewestelijk, provinciaal en lokaal niveau als ook beleidsplannen voor klimaat, duurzame ontwikkeling En ce qui concerne la production d’electricité, une sous‐ rubrique spécifique pour les centrales géothermiques n’existe pas, mais une centrale géothermique peut être considérée comme une centrale thermique. Pour la géothermie faisant appel à l’usage de pompes à chaleur, la rubrique 40.30.02 « Installation de production de froid ou de chaleur mettant en œuvre un cycle frigorifique (à compression de vapeur, à absorption/ à adsorption) ou par tout procédé résultant d'une évolution de la technique en la matière » est clairement d’application. L’activité de distribution de la chaleur figure sous la rubrique 40.30 « Production et distribution de vapeur et d’eau chaude, production de glace hydrique non destinée à la consommation ». La concession minière accorde la propriété de la ‘substance’ pour laquelle la concession est obtenue, tandis qu’un permis donne uniquement le droit d’effectuer une activité pour une certaine période, et ce droit vous est « prêté » au lieu de « donné ». En plus, elle accorde un périmètre qui indique que personne d’autre peut faire la même activité dans ce périmètre. Le système du permis n’exclu en principe pas du tout que la même activité soit effectuée dans une zone précise autour d’un projet. La Direction Wallonne des Risques industriels, Géologiques et Miniers est actuellement en train de réfléchir sur la possibilité de modifier la législation minière. Une procédure simplifiée pour de projets de géothermie y pourrait être reprise pour l’obtention d’une concession ‘géothermie’, qui aurait une durée limitée et un périmètre précis et qui ferait référence à la législation environnementale (un permis d’environnement serait nécessaire). Eigendom‐/Gebruikrecht Nog niet geregeld Vlaanderen Wallonië Tabel 2: Actuele regelgeving (oktober 2012) (bron:‘Inventarisatieonderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daarrond in relevante buitenlandse rechtsordes’, 2011). Andere aspecten zijn natuurbeheerrecht, landschapszorg en beschermde monumenten, grensoverschrijdende emissies. Initiatieven ter bevordering van geothermie en hernieuwbare energieën in het algemeen moeten in het licht gezien worden van de Europese richtlijn voor de promotie en het gebruik van energie van hernieuwbare energiebronnen (2009/28/EG, artikel 13,4°). Staten en regionale regeringen enten zich hierop voor de ontwikkeling van lokale regelgeving. Het Vlaamse Energie Agentschap heeft in dit kader de bestaande regelgeving en codes voor de bebouwde omgeving aangepast. Deze werden goedgekeurd in september 2012 en zullen van kracht zijn vanaf 2013 voor nieuwbouw en grote renovaties van publieke gebouwen en vanaf 2014 voor alle nieuwbouw en grote renovaties. Daarnaast zijn er ook verschillende initiatieven om het gebruik van warmtepompen te stimuleren. Een korte, niet gelimiteerde, opsomming wordt hieronder gegeven: ‐ Belastingsaftrek voor de installatie van een GCHP in het kader van de regelgeving rond energiebesparende maatregelen (13,5 tot 15,5% van investering) ‐ Reductie van 20 tot 40% op de belastingen voor vastgoed van nieuwbouw met een laag energieverbruik (Vlaanderen). ‐ Netwerkbeheerders, net als stads‐ of provinciebesturen, kunnen een stimulans of bonus geven wanneer een GCHP geïnstalleerd wordt als primair systeem voor verwarming. Het bedrag is afhankelijk van het vermogen van de compressor van de warmtepomp. Voor meer informatie surf naar de website van het Vlaams Energie Agentschap (VEA): www.energiesparen.be. Voor grotere projecten en geothermie investeringen zijn er ook enkele stimulansmaatregelingen van kracht waaronder: ‐ Via Agenschap Ondernemen in Vlaanderen kunnen KMO’s 50% subidie aanvragen voor advies met een maximum waarde van 2500 euro/jaar en via het ERDF‐project ‘Rational use of Energy’ tot 5000 euro/jaar ‐ De ‘Ecologiepremie’ van het Agentschap Ondernemen voorziet ondersteuning bij investeringen in hernieuwbare energie (GCHP, BTES, ATES) voor een maximum van 1 miljoen euro per onderneming. De ‘Strategische Ecologiepremie’ voor grotere, bijvoorbeeld diepe geothermieprojecten is voorzien begin 2013. ‐ Financiele ondersteuning voor de productie van groene warmte is voorzien vanaf 2013. België heeft aangegeven 0,6ct/kWh te willen geven voor installaties groter dan 1MWth. De VREG in Vlaanderen is verantwoordelijk voor de evaluatie van de installatie. ‐ Het Vlaamse Energie Agentschap levert ook ondersteuning voor demonstratieprojecten van innovatieve hernieuwbare energieprojecten tot 35% (max. 150.000 euro). De ‘Flemish New Industrial Policy’ kan onderstuening geven voor projecten van clusters van bedrijven en kenniscentra tot 500.000 euro (max 80%), net als ERDF (tot 40%). ‐ In Wallonië ondersteunt de overheid het diep geothermisch project in de regio van Henegouwen met (opstart)subsidies die op termijn eventueel terugverdiend kunnen worden. 27 8. BIJKOMENDE INFORMATIE EN REFERENTIES ANTEA, 2011. Inventarisatie‐onderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daarrond in relevante buitenlandse rechtsorders, studie uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse overheid, Departement LNE, Afdeling ALBON, VLA10‐4.3, 288 p. Barbier E., 2002. Geothermal energy technology and current status: an overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6, 3‐ 65. Berckmans, A., & Vandenberghe N. (1998): Use and potential of geothermal energy in Belgium. Geothermics, 27, 2, pp. 235‐242. Dreesen, R. en Laenen, B., 2010. Technology Watch: geothermie en het potentieel in Vlaanderen. Eindrapport. Studie uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse overheid, Departement LNE, Afdeling ALBON. Vito‐nummer 2010/SCT/R/001. 64 p. EGEC Deep Geothermal Market Report, 2011, http://egec.info/egec‐deep‐geothermal‐market‐report‐2011/ Platform Geothermie – Werkgroep Gebouwde Omgeving, 2011. Handboek Geothermie in de Gebouwde Omgeving. , versie 1.1 d.d. 10 oktober 2011. Terra Energy, presentatie GEO.POWER final conference en website: http://www.terra‐energy.be/ Van den Bosch R. en Flipse B.. 2012. Stappenplan – Winning Aardwarmte voor Glastuinbouw, Gefinancierd door Productschap Tuinbouw, het Ministerie van EL&I en Glaskracht Nederland. Xx p. Hilderson, W., Mlecnik, E., Cré, J., 2010. Potential of Low Energy Housing Retrofit, Final Report Low Energy Housing Retrofit (LEHR), Belgian Science Policy (Programme to stimulate knowledge transfer in areas of strategic importance – TAP2), Brussels, 52 p. Vandenberghe, N., Dusar, M., Boonen, P., Sun‐Fan, L., Voets, R. & Boeckaert, J. (2000): The Merksplas‐Beerse geothermal well (17W265) and the Dinantian reservoir. Geologica Belgica 3: 349‐367. VEA, 2009. Warmtepompen voor woningverwarming. D/2009/3241/023,35p. www.energiesparen.be 28 Interessante adressen (alfabetisch) EGEC – European Geothermal Energy Council Renewable Energy House – rue d’Arlon 63‐67, 1040 Brussels +32 2 400 10 24 ‐ fax + 32 2 400 10 39 www.egec.org ; Publications: http://egec.info/publications/ Platform warmtepompen Koningsstraat 35, 1000 Brussel 02/218.87.47 www.ode.be European Heat Pump Association www.ehpa.org Sectoroverleg warmtepompen www.warmtepompplatform.be Innovatiesteunpunt voor land‐ en tuinbouw Diestsevest 40, 3000 Leuven 016/28.61.25 ‐ fax 016/28.61.29 [email protected] www.innovatiesteunpunt.be Stichting Warmtepompen Nederland www.stichtingwarmtepompen.nl Informatie over leveranciers, fabrikanten en algemene informatie Platform Geothermie Nederland Jan van Nassaustraat 75, 2596 BP Den Haag, Nederland +31(0)703244043 [email protected]; www.geothermie.nl non‐profit organisatie (NGO) gericht op de bevordering van de toepassing van (diepe) geothermie of aardwarmte in Nederland VEA ‐ Vlaams Energieagentschap Koning Albert II‐laan 20 ‐ bus 17 1000 Brussel 02/553.46.00 ‐ fax 02/553.46.01 www.energiesparen.be Informatie over steunmaatregelen enSubsidies International Geothermal Association (IGA) The IGA Secretariat, c/o Bochum University of Applied Sciences Lennershofstr. 140, D‐ 44801 Bochum, Duitsland Tel:+49 (0)234‐3210712; http://www.geothermal‐energy.org/2,‐_home__‐.html E‐mail: iga@hs‐bochum.de WTCB Departement bouwfysica, binnenklimaat en installaties Lozenberg 7, 1932 Brussel 02/655.77.11 ‐ fax 02/635.07.29 www.bbri.be Databank Ondergrond Vlaanderen (D0V) https://dov.vlaanderen.be/dovweb/html/geologie.html Partners GEO.POWER 29
