Warmte als sleutel voor de energietransitie: van bron tot gebruiker

De samenhang tussen warmtebronnen, opslag, conversie, distributie en gebruik bepaalt het succes van de warmtetransitie. Warmtenetten worden nog te vaak als lokale eilanden ontwikkeld. In de ene gemeente blijft restwarmte onbenut, terwijl de buurgemeente investeert in dure nieuwe bronnen. Dit leidt tot gemiste kansen en onnodige kosten.

TNO pakt deze versnippering aan met een integrale aanpak. We ontwikkelen de Design Toolkit, een werkplatform met open source tools waarmee gemeenten en warmtebedrijven samen optimale keuzes maken. Door warmte-, koude- en elektriciteitssystemen slim te koppelen ontstaat een robuust energiesysteem dat flexibel inspeelt op vraag en aanbod door de seizoenen heen.

Lees meer over systeemintegratie.

Geothermie levert een constante stroom duurzame warmte uit de diepe ondergrond. Deze bron kan complete wijken verwarmen, maar het aanleggen van putten is kostbaar en gaat gepaard met onzekerheden omdat je niet precies weet wat je onder de grond aantreft.

We verkleinen deze investeringsrisico's met slimme tools en aanvullend onderzoek. ThermoGIS brengt het warmtepotentieel in kaart op basis van data uit duizenden bestaande putten. Het SCAN-programma vult witte vlekken aan met nieuwe seismische gegevens.

'Real-time monitoring' biedt hier vervolgens nog een extra informatielaag op aan. Bijvoorbeeld de Digital Twin Gemini monitort real-time de prestaties van operationele installaties en voorspelt wanneer onderhoud nodig is. Zo maken we geothermie betrouwbaarder en aantrekkelijker voor investeerders.

Ontdek de mogelijkheden van geothermie.

Nederland is wereldwijd koploper in open bodemenergie, met ruim 3.500 Open Bodemenergie systemen (OBES). Deze systemen slaan warmte en koude op in de bodem voor later gebruik en zijn daarmee essentieel voor de warmtetransitie. Maar nieuwe innovaties zijn nodig. Zoals het verhogen van opslagtemperaturen, systemen beter in de ondergrond inpassen en het slimmer omgaan met seizoensfluctuaties.

TNO werkt aan deze uitdagingen met concrete oplossingen legt Maarten uit: “Zoals bijvoorbeeld hoge-temperatuur OBES (HTO) nu nog tot ca 90°C, maar we kijken ook al met een schuin oog naar temperaturen richting 140°C. Of slimmere ondergrondse inpassing waardoor meer systemen in dezelfde ondergrondse ruimte kunnen zitten, zonder elkaar te hinderen.

En via power-to-heat koppelen we warmteopslag aan het elektriciteitsnet, waardoor overtollige wind- en zonne-energie wordt omgezet in warmte en netcongestie wordt verminderd. Demonstratieprojecten zoals SSUSG en Joule4Joule tonen aan hoe complete wijken zelfvoorzienend kunnen worden.”

Lees meer over warmteopslag.

Efficiënte boortechnieken zijn de sleutel tot betaalbare geothermie én warmteopslag. In het Rijswijk Centre for Sustainable Geo-energy (RCSG) test TNO nieuwe innovaties onder realistische omstandigheden.

Een voorbeeld hiervan is het DEPLOI-project waarin we met de Nederlandse boorspecialist Canopus de 'steel shot drilling'-techniek ontwikkelden. Door horizontale aftakkingen aan te leggen kan de productiviteit van een put verdubbelen tot verdrievoudigen.

Daarnaast onderzoeken we hoe bestaande gasputten een tweede leven krijgen als geothermieput. Deze innovaties maken de ondergrond toegankelijker voor zowel warmtewinning als -opslag en verlagen zo de drempel voor de hele warmtetransitie.