Verbeterde klimmende kraan voor windturbines getest in Groningen
Opnieuw relevant: 20 april 2021 | Oorspronkelijk gepubliceerd op: 15 juni 2016
De Nederlandse windturbinefabrikant Lagerwey presenteerde in 2016 een hijskraan voorwindturbines die de turbinemast zelf gebruikt als hijstoren. Het Duitse Enercon, dat Lagerwey in 2018 overnam, heeft de kraan doorontwikkeld. Hij tilt nu onderdelen tot 140 ton, voor turbines met een ashoogte tot 180 meter. De kraan biedt substantiële voordelen tijdens de installatie van windturbines, met name waar werkruimte beperkt is. Hierboven een video met beelden van een recente test in de Eemshaven. Hieronder eerdere berichten over de klimmende kraan.
Vuurproef climbing crane voor windturbines in Eemshaven
Windmolenproducent Lagerwey levert twee van zijn nieuwste generatie windturbines voor een windpark in Groningen. Een van de turbines installeert Lagerwey met zijn innovatieve climbing crane.
Hoogste windmolens van Nederland
Update 3 september 2017: De eerste van de twee nieuwe windturbines in de Eemshaven dient deze weken als klimpaal voor de innovatieve kraan van Lagerwey.
Verankerd aan de mast van deze operationele windturbine, sinds juni 2017 de hoogste van Nederland, test de windturbinebouwer de klim- en hijscapaciteiten van de climbing crane. De volgende test is het vanaf de grond opbouwen van een nieuwe windturbine inclusief modulaire mast, turbinehuis en wieken. Deze demonstratie volgt in oktober dit jaar.
Hieronder het oorspronkelijke bericht van 15 juni 2016:
Nederlandse paalklimmer doorbraak voor dijk-windparken
De Nederlandse windturbinebouwer Lagerwey heeft een hijskraan ontwikkeld die zich vastklampt aan de windturbine, die hij zelf in elkaar zet. Daarmee is de bouw van hoge windturbines ook op smalle bergtoppen of dijken mogelijk.
Goedkoper en sneller bouwen, met minder impact op omgeving
Lagerwey presenteert tijdens de Winddagen in Rotterdam een compacte klimmende hijskraan voor uitdagende windparklocaties. Als een spanrups schuift de innovatieve kraan mee over de mast van een windturbine, terwijl hij torensegmenten en de windmolenwieken omhoog hijst.
Moderne windturbines zijn elk jaar krachtiger, en daarmee ook zwaarder en hoger. De bouwmachines die nodig zijn om de enorme windmolens te bouwen groeien logischerwijs mee. “De hijskranen die zulke projecten aankunnen zijn schaars en duur”, zegt Henk Lagerweij, oprichter van Lagerwey Wind.
De windturbines zelf hebben echter al een robuuste mast en een stevige fundering. Dat bracht Lagerweij op het idee van de paalklimmende kraan. “Met deze kraan hebben we op de grond veel minder ruimte nodig. We rijden hem op drie vrachtwagens naar de bouwlocatie en bouwen hem in een halve dag op. Dat maakt werken met onze klimkraan veel goedkoper dan met de traditionele machines.”
Lees ook ons interview met Henk Lagerweij, over andere innovaties die windenergie goedkoper en aantrekkelijker maken.
Windenergie op complexe locaties
Lagerwey ziet voor zijn nieuwe kraan vooral grote kansen voor kleinere windparken. Op locaties waar maar ruimte is voor een of enkele windturbines drukken de kosten van het vervoer en de opbouw van de kranen extra zwaar op het budget.
Ook maakt de nieuwe hijsmethode de bouw van windmolens op krappe dijken of bergkammen mogelijk. Waar een conventionele hijsmachine 3.000 vierkante meter aan vrije ruimte op de grond nodig heeft, kan de klimkraan al aan de slag met 350 vierkante meter aan de basis van de windmolen. Lagerweij: “Bomen en struiken snoeien in de omgeving van de molen is zo ook veel minder nodig.”
De Lagerwey-kraan is ook inzetbaar voor onderhoud of vervanging van onderdelen aan de windmolens. De Nederlandse windmolenbouwer verwacht begin 2017 een prototype te testen.
Bron: Lagerwey / Imagecredit: Enercon/Lagerwey, via Youtube
Mening over kernenergie? Toets’m aan deze video van 10 minuten
Ben je voor kernenergie? Ben je tegen de bouw van kerncentrales? Denk je dat kernenergie te duur is? Of dat wind en zonneparken genoeg zijn om klimaatverandering te voorkomen? Of heb je nog geen mening over kernenergie?
Briljante explainer
Pak 10 minuten om dit filmpje te kijken. Waardevollere tijdsbesteding dan vrijwel elk debat of welke Twitterdiscussie over kernenergie dan ook.
Sterk werk, van het Duitse Youtube-kanaal Kurzgezagt. Bijna alle cruciale nuances rond kernenergie als deeloplossing bij het beheersen van klimaatverandering komen voorbij. Dus ik maak er verder geen woorden aan vuil, kijken! 🙂
Toch verder lezen over kernenergie? Uitgebreide reactie op een een serie drogredenen over kernenergie door Greenpeace, door Henri Bontenbal, strateeg bij netbeheerder Stedin:
Twee analyses over nucleaire misverstanden in de media door Jasper Vis, expert offshore wind bij netbeheerder TenneT:
- Nee, het klopt niet dat elke kerncentrale 5 miljard euro verlies maakt;
- Zijn we met 1 of 2 nieuwe kerncentrales van de ‘ellende’ af?
En ik schreef er zelf al best vaak over:
- Kernenergie, CO2-opslag en hogere dijken zijn absoluut niet te duur;
- Waarom een fiets duurder mag zijn dan kernenergie en waterstof;
- Kernenergie levert 0 tot 12% van de CO2-reductie tot 2050;
- Kernenergie is vooral een alternatief voor import van schone energie;
- Overschat de kansen van kleine modulaire kernreactoren niet;
Imagecredit: Kurzgezagt, screenshot uit video.
Waarom een fiets duurder mag zijn dan kernenergie en waterstof
Konstantin Evdokimov, via Unsplash Public Domain
In het kader van klimaatbeleid is 2050 een veelgenoemd jaartal. Als de grootste economieën van de de wereld voor 2050 de netto-uitstoot van broeikasgassen tot nihil reduceren, rest een goede kans dat klimaatverandering beheersbaar blijft.
2050 is een richtpunt voor het CO2-budget
Een harde grens is 2050 niet. Er gebeurt niets bijzonders als bijvoorbeeld Duitsland in plaats van in 2050 pas in 2053 de laatste CO2 uitstoot. De kans dat klimaatverandering uit de hand loopt, neemt slechts iets verder toe.
Eenmaal uitgestoten, blijft CO2 decennia tot eeuwen in de atmosfeer. Voor het klimaat maakt het dus betrekkelijk weinig uit of een ton CO2 in 2021, in 2048 of in 2053 is uitgestoten. Bij ruwe benadering dragen deze tonnen elk even sterk bij aan de temperatuurstijging, die volgens het Klimaatakkoord van Parijs beperkt moet blijven tot ‘well below’ 2 graden Celsius in 2100.
Omdat de concentratie CO2 in de atmosfeer bepalend is voor het broeikaseffect – en omdat het betrekkelijk weinig uitmaakt wanneer CO2 is toegevoegd aan de atmosfeer – leidt een zekere hoeveelheid CO2-uitstoot waar en wanneer dan ook tot een zekere hoeveelheid opwarming. In plaats van netto nul-uitstoot vanaf 2050 is het daarom belangrijker dat de wereldeconomie vanaf nu jaar op jaar sterke CO2-reductie boekt.
Zwak beleid in het verleden verplicht ons tot strenger beleid in het heden
Het is geen kwestie van overtoepen
Welk volume CO2 de wereldeconomie als geheel nog ‘veilig’ kan uitstoten, is een complex vraagstuk. Een beste gok is 400 tot 1.200 gigaton, voor een reële kans om de opwarming tot 1,5 à 2 graden te beperken.
Hoewel het precieze getal onzeker is, is zeker dat de wereldeconomie het resterende CO2-budget er in recordtempo doorjaagt. De mondiale uitstoot komt in de buurt van de 40 gigaton per jaar. Als we dit mondiale uitstootniveau nog 10 jaar vasthouden, is de kans groot dat de wereldbevolking van 2100 te dealen heeft met een wereldklimaat dat ruim 1,5 graad warmer is dan voor de industriële revolutie. Het is daarom zaak een CO2-budget te hanteren bij het opstellen van klimaatbeleid.
Een transitie naar netto nul uitstoot in jaar X is eenvoudiger uit te leggen dan boekhoudkundig gedoe met budgetten. Het gevaar is echter dat jaar X een eigen leven gaat leiden, terwijl de realiteit verandert. Sinds 2008 hanteert bijvoorbeeld de Europese Unie 2050 als richtjaar voor het uitstippelen van EU-klimaatdoelen. Sinds 2008 is de mondiale CO2-uitstoot echter niet gedaald maar juist sterk gestegen, zie figuur 1. Er is dus sinds 2008 meer van het mondiale CO2-budget opgebruikt dan in 2008 door de EU begroot. De in 2008 uitgestippelde Europese reductiepaden passen dan ook niet meer binnen het resterende CO2-budget.
Dat de EU onder Frans Timmermans het CO2-reductiedoel voor de Unie als geheel heeft bijgesteld van 40% tot 55% in 2030 is dus geen aanscherping van het klimaatbeleid. Het is noodzakelijk om mondiaal wanbeleid te repareren. Dat het nieuw te formeren kabinet het Nederlandse klimaatdoel vrijwel zeker moet bijstellen tot 55% reductie of meer in 2030, is geen kwestie van overtoepen. Het is pure noodzaak. Reeds verbruikt CO2-budget moet ingelopen worden.
Omdat de wereldeconomie in het verleden heeft verzuimd de CO2-uitstoot volgens een rustig pad af te bouwen, moet het nu volgens een veel steiler reductiepad. Onder elk van de (steeds steilere) lijnen in figuur 1 is het oppervlak onder de lijn gelijk. Dat oppervlak is het CO2-budget. Het budget vergroten kan alleen door CO2 actief uit de atmosfeer te onttrekken.
Zonder klimaatbeleid moeten we later deze eeuw CO2 puinruimen
Figuur 2. Geen CO2-reductie.
Stel dat we het idee vasthouden dat de uitstoot van CO2 vanaf 2050 netto nul moet zijn maar óók een CO2-budget van 400 gigaton hanteren. Dan toont figuur 2 onze opgave als we geen klimaatbeleid voeren tot 2050. De uitstoot blijft dan jaar op jaar gelijk op 40 gigaton. Al in 2030 is het resterende CO2-budget van 400 gigaton opgebruikt. Tot 2050 komt er nog eens 800 gigaton CO2 bij, ongedekt door het CO2-budget. Ook na 2050 blijft de uitstoot gelijk op 40 gigaton.
Om op netto 0 uit te komen is vanaf 2050 dus structureel 40 gigaton aan carbon removal nodig. Negatieve emissies, bijvoorbeeld via het verbranden van bomen met CO2-opslag of via direct air capture van CO2. Bovenop de structurele negatieve emissies moet daarnaast de budgetoverschrijding tot 2050 van (800 gigaton) worden gecompenseerd, eveneens met negatieve emissies.
Opruimen van die budgetoverschrijding moet snel gebeuren, omdat klimaatverandering zelfversterkend kan zijn. Bij het smelten van permafrost komt bijvoorbeeld het sterke broeikasgas methaan vrij. Bij het smelten van gletsjers komen rotsen bloot te liggen, die meer zonnewarmte opnemen dan het reflectieve ijs. Om zeker te weten dat klimaatverandering beheersbaar blijft, stellen we als voorwaarde dat de CO2-budgetoverschrijding uiterlijk eind 2055 gecompenseerd moet zijn.
Leren dweilen met de kraan vol open
Of en hoe we na 2050 structureel jaarlijks 40 gigaton uit de atmosfeer kunnen onttrekken, is nu nog niet te zeggen. Tussen 2050 en 2056 jaarlijks 200 gigaton CO2 uit de atmosfeer verwijderen, lijkt in ieder geval niet reëel.
CO2 onttrekken uit de atmosfeer is thermodynamisch een ramp. De kosten voor bio-energie met CO2-opslag, direct air capture en andere vormen van carbon removal worden geraamd op $100 tot $800 per ton CO2. Een gigaton is 1 miljard ton CO2. Verwijderen van 200 gigaton per jaar zou de wereldeconomie dus 20 tot 160 biljoen dollar per jaar kunnen kosten. Ter referentie: het BBP van de VS in 2019 was 21,5 biljoen dollar.
Reduceren van de CO2-uitstoot mag wat kosten
Figuur 3. Kernenergie vanaf 2040
Gokken op absurde volumes carbon removal over 3 decennia is technisch en economisch onverantwoord. Om een kans te houden klimaatverandering te beheersen, is het zaak de uitstoot te reduceren. Er zijn vele bronnen van uitstoot, dus er zijn vele opties om uitstoot te beperken. Wat de meeste opties gemeen hebben, is dat een eenmalige investering of gedragsverandering een blijvend effect heeft. Eenmaal geïsoleerd blijft een woning tot zijn sloop energiezuinig. Eenmaal gewend aan vegetarisch eten vervalt de behoefte aan biefstuk bijna volledig. Dit in tegenstelling tot negatieve emissies. Die moet je jaar op jaar actief volhouden.
Figuur 4. Iedereen fietsen
Hoewel de doelstelling CO2-neutraal in 2050 zeker al een gevoel van urgentie geeft, maakt denken vanuit een CO2-budget pas echt duidelijk hoe groot het belang van de factor tijd in klimaatbeleid is. Zeker voor maatregelen die, eenmaal ingevoerd, blijvend effect hebben maakt het jaar van invoering een wereld van verschil. Ter illustratie 2 hypothetische beleidsscenario’s die allebei jaarlijks 10 gigaton CO2-reductie realiseren:
- Alle elektriciteit uit kerncentrales. Stel dat we wereldwijd afspreken dat alle elektriciteit emissievrije atoomstroom moet zijn. Helaas kunnen we dan niet abrupt de productie van kolen- en gascentrales staken. Plannen en bouwen van kerncentrales kost tijd, al met al bijvoorbeeld 20 jaar. Vanaf 2040 daalt de uitstoot in dit scenario naar 30 gigaton. Voor het CO2-budget maakt dit niet uit, zie figuur 3. Dat is, net als zonder klimaatbeleid (figuur 2), eind 2030 opgebruikt.
- Iedereen fietsen. Stel dat we wereldwijd afspreken gebruik van personenauto’s en motoren op benzine en diesel te verbieden. Ook nu daalt de uitstoot tot 30 gigaton, en wel direct. Omdat het verbod direct van kracht is, heeft wel effect op het CO2-budget. In plaats van vanaf januari 2031 lopen we nu pas vanaf mei 2034 in het rood, zie figuur 4.
Hoewel beide maatregelen hierboven voor 2050 elk jaar evenveel CO2-reductie realiseren, is het klimaateffect van fietsscenario véél groter dan die van de nucleaire optie. Nieuwe kerncentrales komen pas in gebruik 10 jaar nadat het CO2-budget opgebruikt is. Direct en verplicht stoppen met fossiele personenmobiliteit vermindert de (te compenseren) overschrijding van het CO2-budget met liefst 200 gigaton meer dan de nucleaire optie.
Niet of/of maar alles uit de kast tegen klimaatverandering
Figuur 5. Fietsen en kernenergie
Helaas (of gelukkig) is het niet aan ons om te kiezen tussen kerncentrales of fietsen. Van fietsen wordt elektriciteit niets schoner. Kerncentrales doen niets aan de uitstoot van auto’s. We kunnen niet stellen dat verbieden van personenauto’s beter klimaatbeleid is dan verplichten van atoomstroom. Beide opties dragen naar kunnen bij. Beiden zitten elkaar niets in de weg. Beide opties samen invoeren beperkt de te compenseren CO2-uitstoot het meest, zie figuur 5. En dan zie je direct dat én kernenergie én fietsen ook samen bij lange na nog niet genoeg is om klimaatverandering te beheersen. Te meer daar beide opties zo absoluut gesteld natuurlijk geen opties zijn.
Figuur 6. Hele gereedschapskist.
Er is dus veel meer nodig om de kans op escalerende klimaatverandering verder te verkleinen. Er valt bijvoorbeeld te denken aan verplichte CO2-opslag voor alle industrie wereldwijd, of enkel nog vliegen en varen op groene waterstof. Stel dat ook deze maatregelen elk 10 gigaton reductie leveren, en vanaf 2026 respectievelijk 2036 in te voeren zijn; Figuur 6 toont dan het resultaat van de vier in dit artikel genoemde maatregelen samen. In plaats van eind 2050 wordt netto nul-uitstoot nu al eind 2040 bereikt. Desondanks is ook in dit (nog steeds hypothetische) scenario nog een beetje carbon removal nodig. Het CO2-budget is nu opgerekt tot mei 2036 maar wordt alsnog licht overschreden.
De laatste ton CO2 is alleen relevant als het daadwerkelijk de laatste is
Het is nu aan de boekhouders
Gegeven het resterende CO2-budget in 2008 en gegeven een cumulatieve afbouw van de CO2-uitstoot was netto nul-uitstoot in 2050 een mooie stip op de horizon voor klimaatbeleid.
Helaas is cumulatieve afbouw van CO2-uitstoot sinds 2008 niet gelukt. Daarom klopt ook de stip op de horizon niet meer. Netto nul-uitstoot in 2050 is een eigen leven gaan leiden, afgedwaald van de realiteit van ons resterende CO2-budget. Netto nul-uitstoot in 2050 als ultieme doel staat verantwoord klimaatbeleid inmiddels in de weg.
Omdat de focus ligt op netto nul-uitstoot over 30 jaar, maken politici en consultants zich onevenredig druk over de laatste beetjes uitstoot. Die laatste beetjes uitstoot zijn alleen belangrijk als het ook daadwerkelijk de laatste beetjes zijn. En daar dreigt het nu mis te gaan. Alle recente aandacht voor kernenergie en groene waterstof is verspilde energie als niet ook CO2-reductie op korte termijn genomen wordt. Bouwen van windparken, halveren van de veestapel, rekeningrijden, CO2-opslag en isolatie zijn stuk voor stuk goedkoper dan kernenergie en groene waterstof. En voor het klimaatbeleid veel meer waard.
CO2 verwijderen uit de atmosfeer in belachelijke volumes is vrijwel zeker het duurste dat we deze eeuw gaan doen. Moeten doen. Hoe belachelijk die volumes worden, is aan de politiek van vandaag. Overschrijden van het CO2-budget met 700 of met slechts 40 gigaton maakt een wereldeconomie van verschil. Maatregelen die ver voor 2030 effect hebben, zijn veel meer waard dan maatregelen die op zijn vroegst over 15 jaar CO2 reduceren.
Bestuur en beleidsmakers zijn zo druk met maatregelen die op zijn vroegst effect hebben over 15 jaar dat maatregelen die vanaf morgen effectief kunnen zijn er bij in dreigen te schieten. Laat CO2-budgetbeheersing vooropstaan. Verwar oeverloos geklets over kerncentrales en groene waterstof niet met klimaatbeleid.
Imagecredit: Konstantin Evdokimov, via Unsplash Public Domain
Aardgasbranche publiceert sterke serie video’s over energietransitie
MabelAmber, via Pixabay Creative Commons
De Koninklijke Vereniging van Gasfabrikanten in Nederland (KVGN) heeft onder de titel Energie in het Kort een toegankelijke en leuke serie video’s gepubliceerd over de uitdagingen, oplossingen en kansen in de energietransitie.
Hooguit topzwaar qua groene gassen
Op moment van schrijven staan er 8 informatieve en mooi geproduceerde video’s op het Youtube-kanaal Energie in het Kort. De best bekeken video toont slechts 279 weergaven. Zonde. Deze video’s verdienen meer publiek.
In hapklare brokken van 4 tot 6 minuten neemt presentator Bart Meijer, bekend van Klokhuis, je mee in één van de vele aspecten van de energietransitie. In elke aflevering is een specialist op dat specifieke thema te gast. Aan de hand van strakke animaties geeft Meijer per video bijvoorbeeld inzicht in de opbouw van het totale energieverbruik van Nederland en in de rol van Nederland binnen het Europese energiesysteem.
Andere afleveringen raken aan specifieke energiedilemma’s, zoals de beschikbare ruimte voor energiewinning op de Noordzee, het afbouwen van aardgasgebruik, het borgen van leveringszekerheid en de betaalbaarheid van de transitie.
Andere insteek dan bij voorgaande series Gas2050 en MissieEnergie
Waterstof staat nu voldoende op de politieke agenda
Ten opzichte van eerdere series Gas2050 en MissieEnergie, waarmee de KVGN sinds 2017 en met name gedurende de onderhandelingen voor het Nederlandse Klimaatakkoord veel adverteerde, is de aandacht voor waterstof en groen gas in de nieuwe serie aanmerkelijk subtieler.
Waterstof en groen gas staan als onderdeel van de oplossing voor de energietransitie inmiddels ook veel sterker op de kaart. Een groot deel van de Nederlandse bevolking is nu op de hoogte van het bestaan van de (in potentie) duurzame gassen, vrijwel alle bedrijven onderzoeken hoe ze iets met waterstof kunnen doen en vrijwel alle politieke partijen hebben de afgelopen verkiezingscampagne op de trom geslagen voor groene waterstof. Dat was in 2017 wel anders.
De aardgassector hoeft zich als toekomstige leverancier van duurzame gassen vandaag echt niet meer te verkopen. De kijker zo af en toe herinneren aan de voordelen van duurzame gassen – waar hij zelf toch al enthousiast over was – is voldoende.
Een prima startpunt voor energiedilemma’s bij de kabinetsformatie
Spoedcursus namens de aardgasbranche
Al dan niet toevallig, komt de nieuwe serie video’s uit net nu de nieuwgekozen Tweede Kamer een nieuwe coalitie moet smeden. Wat er ook gebeurt in de formatie, de energietransitie zal een belangrijke rol spelen.
Al vroeg in de verkenning zullen partijen kleur moeten bekennen over de ondergrens qua CO2-reductie in 2030 en de hoofdmaatregelen om het gewenste doel te bereiken. Na de prille coalitievorming zal de energietransitie ook in detailonderhandelingen voor een regeerakkoord een hoofdrol spelen. Cruciaal daarbij is dat onderhandelingspartners zo snel mogelijk op hetzelfde niveau over dezelfde energiedilemma’s praten.
De videoserie Energie in het Kort kan daar bij helpen. Ondanks de afzender zijn de filmpjes als spoedcursus neutraal genoeg. Natuurlijk komen duurzame gassen in de filmpjes wat nadrukkelijker aan bod dan bij een onafhankelijke producent het geval was geweest, maar de rol van duurzame gassen wordt in geen van de filmpjes kwalijk groter gemaakt dan hij is. Gegeven dat er op later moment in de formatie ook experts zonder aardgasbelangen geconsulteerd worden, zijn de nieuwe filmpjes van de KVGN voor alle betrokkenen die nog niet zo goed in het energiedossier zitten ideaal om op snelheid te komen. Mooi werk!
Hieronder de hele playlist van Energie in het Kort:
Imagecredit: MabelAmber, via Pixabay Creative Commons
Chevron en BP investeren miljoenen in geothermie-startup Eavor
Opnieuw relevant: 17 februari 2021 | Oorspronkelijk gepubliceerd: 6 januari 2021
De Canadese startup Eavor heeft $40 mln opgehaald om zijn verdere groei te financieren. Olieconcerns BP en Chevron behoorden tot de grootste spelers die instapten in deze investeringsronde. De omvang van het aandeel dat BP, Chevron en overige investeerders voor $40 mln in Eavor hebben verworven heb ik niet kunnen vinden. Hieronder een interview met Hans Kol, country manager bij Eavor, dat ik 6 januari 2021 publiceerde.
Eavor schept nieuwe kansen voor aardwarmte, ook in Nederland
De Canadese startup Eavor produceert duurzame energie uit warmte in de diepe ondergrond. Hans Kol, country manager bij Eavor: “Wij maken aardwarmtewinning mogelijk op locaties die voor reguliere geothermieprojecten niet geschikt zijn.”
Altijd en overal beschikbaar
De aarde is sinds zijn ontstaan nog altijd aan het afkoelen. Dat, samen met radioactief verval, maakt dat dat verreweg het grootste deel van al het materiaal waaruit de planeet bestaat heter is dan 1.000 graden Celsius.
Aardwarmte is dus overal beschikbaar. Wat per locatie verschilt is hoe diep je voor bruikbare temperaturen moet boren. In onder meer IJsland, delen van de VS en Italië is de vulkanische activiteit relatief hoog en geldt de ondergrond al decennia als duurzame energiebron voor warmte- en elektriciteitsproductie. De vuistregel voor Nederland is dat de temperatuur elke 100 meter dieper de aardkorst in zo’n 3 graden Celsius oploopt. Op 3 kilometer diepte tref je hier een goed bruikbare 100 graden.
Ondanks de mondiale potentie is de rol van aardwarmte in de energietransitie nog vrij bescheiden. Dat hoopt de Canadese startup Eavor te veranderen. Hans Kol werkt voor Eavor Europe aan aardwarmteprojecten in onder meer Almere, Purmerend en Leiden: “In aanleg is ons concept nu nog zo’n 2,5 keer duurder dan conventionele projecten”, zegt Kol in een videogesprek. “Dat maken we binnen 15 jaar goed dankzij lagere operationele kosten. En projecten van Eavor gaan meer dan 30 jaar mee.”
Wat houdt de opmars van warmte en elektriciteit uit geothermie tegen?
Een ‘droge put’ is een dure misser
Om innovatie van Eavor te plaatsen helpt het om eerst de kennis over gangbare geothermieprojecten op te frissen. Een cruciale voorwaarde voor conventionele geothermieprojecten is een aquifer op de juiste diepte.
Elk project bestaat uit tenminste twee boorputten naar zo’n watervoerende grondlaag. In de productieput hangt een pomp die heet water uit de diepte aan de oppervlakte brengt voor elektriciteits- en/of warmteproductie. Het gebruikte en afgekoelde water wordt via een injectieput weer naar de oorspronkelijke diepte gepompt, waar het opnieuw opwarmt.
In Nederland is dankzij de winning van olie, aardgas en zout veel kennis van de diepe ondergrond beschikbaar. Ondanks gedegen vooronderzoek is echter pas na het boren van de eerste put zeker dat er op de beoogde diepte inderdaad ook water te verpompen valt. Bij aanboren van een beperkt doorlaatbare laag lopen de verliezen in de miljoenen. Een exploratierisico dat in Nederland overigens is afgedekt met een nette regeling.
Als een project eenmaal operationeel is zijn de risico’s voor de exploitant nog niet geweken. “Het verpompen van water door poreus gesteente vergt veel kracht”, zegt Kol. Vanwege corosieve zouten, gassen zoals CO2 en methaan en zware metalen die zijn opgelost in het formatiewater hebben de pompen het bovendien extra zwaar te verduren. “En als ie stuk gaat, staat alles stil”, zegt Kol. “Repareren van de pomp, die diep in de boorput hangt, is een kostbare operatie en kan zo 3 maanden duren.”
Voorspelbaar, betrouwbaar en regelbaar winnen van aardwarmte
Eavor, opgericht in 2017, neemt de genoemde onzekerheden bij aardwarmte vrijwel volledig weg. In aanvulling op de minimaal twee (verticale) putten die ook voor reguliere projecten nodig zijn boort de startup tussen productie- en injectieput een compleet (horizontaal) gangenstelsel. Bij elkaar opgeteld zijn de gangen in een Eavor-loop tot wel 50 kilometer lang. Daarmee is de waterdoorlaatbaarheid voor elk project een zekerheid.
De weerstand die het stromende water in het gesloten systeem ondervindt, is zelfs zo laag dat ook het risico op een defecte pomp vervalt. “Wij hebben alleen een pompje nodig om de bron op te starten”, zegt Kol. “Daarna gedraagt het systeem zich als een thermosifon. Het water circuleert door het verschil in dichtheid tussen koud en warm water vanzelf door het systeem.”
Het ontbreken van een kwetsbare pomp maakt het haalbaar om aardwarmte als regelbare energiebron te gebruiken. “Wij kunnen de stroomsnelheid verlagen met vrij simpele kleppen”, zegt Kol. “Dan lopen de temperatuur en de druk vanzelf op en ontstaat een buffer.” Met de tijdelijk opgeslagen aardwarmte kan Eavor in de ochtend bijvoorbeeld de piekvraag naar warm douchewater dekken of – in het geval van elektriciteitsproductie – flexibel bijspringen als de wind gaat liggen.
In de praktijk bewezen
Omdat ook Eavor aanvoelde dat dit alles samen mogelijk overkomt als te mooi om waar te zijn, boorde de startup met Canadese subsidies en eigen middelen een demonstratieproject in Alberta.
Deze Eavor-lite bestaat uit twee verticale putten van 2.400 meter diep, verbonden door twee horizontale gangen van elk 2.000 meter lang. “De test is in december 2019 opgestart door 12 uur lang koud water in de injectieput te pompen”, zegt Kol. “Sindsdien draait het project conform verwachting als thermosifon. Er is al twaalf maanden geen pomp meer nodig geweest.”
Ook de warmteproductie door het prototype voldoet bijna precies aan de verwachtingen. “De productie in Alberta is slechts 1,5% groter dan vooraf berekend”, zegt Kol. “Bij conventionele projecten zijn veel grotere afwijkingen gangbaar.”
Aardwarmte dankzij kennis en innovaties uit de olie- en gassector
Eavor heeft veel ervaring uit de fossiele sector aan boord. Hans Kol is daarop geen uitzondering. Voordat hij eind 2019 in dienst trad bij de startup was Kol operationeel directeur bij TAQA in Nederland, bekend van de aardgasopslag bij Bergermeer. Daarvoor was hij namens Amoco en BP betrokken bij de ontwikkeling en exploitatie van olie- en gasvelden.
Precies boren in bochten, maar géén fracking
Veel van de kennis over het thermisch gedrag van de diepe ondergrond is oorspronkelijk ontwikkeld ten bate van fossiele energieproductie. De precieze boor- en detectietechnieken die de gangenstelsels van Eavor mogelijk maken zijn geperfectioneerd tijdens de Amerikaanse schalierevolutie.
Vanwege de link met schaliegas benadrukt Kol dat Eavor geen gebruik maakt van fracking, een techniek waarbij onder hoge druk scheurtjes in het gesteente worden aangebracht om opgeslagen aardgas vrij te maken. De chemicaliën en de hoge drukken die nodig zijn dit proces worden geassocieerd met respectievelijk vervuiling van het grondwater en aardbevingen.
“Wij hebben juist baat bij een gesteente zonder scheurtjes en met weinig porositeit”, zegt Kol. “We gebruiken een speciale boorvloeistof om het gesteente geheel af te pluggen. De druk in ons gesloten systeem is gering en de temperatuurverandering heel geleidelijk. Dit maakt dat de kans op aardbevingen of lekkages nihil is. Kleiner nog dan bij reguliere aardwarmteprojecten. En omdat we werken met een vaste hoeveelheid vloeistof in een gesloten systeem merken we het bovendien direct als toch een lek optreedt.”
Volgende stap: Hergebruik van ‘mislukt’ aardwarmteproject bij München
Boren van een compleet ondergronds gangenstelsel blijft ondanks de kostenreducties in de fossiele sector flink duurder dan boren van alleen twee verticale putten. Eavor heeft zeker nog subsidies nodig om zijn concept verder te verfijnen en op te schalen. Mede daarom is Eavor in deze vroege fase al vertegenwoordigd in Europa.
Subsidie nodig voor opschaling
“Voor duurzame warmte zijn in Nederland goede regelingen beschikbaar”, zegt Kol. “En Duitsland stimuleert ook de innovatieve productie van duurzame elektriciteit nog altijd stevig.”
Een van de eerste full scale projecten realiseert Eavor in Geretsried, nabij München. Na twee tegenvallende proefboringen en een strop van €30 mln werd hier eerder een conventioneel aardwarmteproject gestaakt. “De boorputten hergebruiken is geen optie maar de vergunningen en subsidies, het onderzoek naar een warmtenet en de aansluiting op het elektriciteitsnet zijn hier al geregeld”, zegt Kol. “Hergebruik van onbenutte licenties als deze kan de groei van Eavor flink versnellen.”
Uitgaande van oplevering in 2022 mag Eavor in Geretsried tot 2042 elektriciteit leveren tegen een aantrekkelijk feed-in tariff van 23 eurocent per kilowattuur (23ct/kWh). Dat is 4 à 5 keer meer dan nieuwe wind- en zonneparken in Duitsland voor hun productie ontvangen. Uiteindelijk mikt Eavor op een concurrerende 5ct/kWh voor elektriciteit uit aardwarmte.
Van duurzame potentie naar een duurzame businesscase
In Nederland is elektriciteitsproductie nog niet aan de orde, hier kijkt Kol naar warmteprojecten in onder meer Leiden, Purmerend en Almere. “Dankzij de huidige SDE++ voor geothermie kunnen we nu al concurreren met aardgas en biomassa”, zegt Kol. “Bij tuinbouw op basis van 6000 vollasturen en voor de stadsverwarming op basis van 3500 vollasturen.”
Aanvulling in warmtetransitie
Samen met het Nederlandse Huisman Equipment werkt Eavor aan een nieuwe boorstelling met twee torens waarmee het mogelijk is om vanaf één locatie het gehele gangenstelsel te boren, inclusief de twee verticale putten.
Dankzij deze en andere verbeteringen verwacht Kol om al in 2023 met halvering van de huidige subsidie warmte te kunnen leveren. Dat zou nog prima op tijd zijn om een waardevolle bijdrage te leveren in de Nederlandse warmtetransitie.
Nederland zou op zijn beurt een springplank kunnen zijn voor wereldwijde toepassing van deze nieuwe vorm van geothermie. In potentie is en blijft aardwarmte tenslotte een ideale energiebron. Net zo alomtegenwoordig als wind- en zonnestroom, even regelbaar als biomassa en waterkracht en qua ruimtebeslag op maaiveld minstens zo ‘compact’ als kernenergie. Hopelijk kan Eavor inderdaad een doorbraak in de toepassing van geothermie forceren. Wordt ongetwijfeld vervolgd.
Imagecredit: Eavor.