Innovatielab geothermie open voor ondernemers

Thema:
Duurzame samenleving

Geothermie moet een belangrijke rol gaan spelen in de energietransitie, naast andere duurzame bronnen als zon, wind en biomassa. Op termijn kan warmte uit de ondergrond voorzien in een kwart van de warmtevraag door woningen, kantoren en de industrie. In het fieldlab Rijswijk Centre for Sustainable Geo-energy (RCSG) ontwikkelt, test en valideert TNO samen met bedrijven en universiteiten nieuwe putontwerpen, sensortechnologie, nieuwe boortechnieken en materialen om geothermie versneld verder te ontwikkelen.

Op dit moment produceert ons land een kleine vijf petajoule (PJ) aan aardwarmte per jaar. Dat gebeurt door zo’n twintig installaties die vooral bij de glastuinbouw zijn te vinden. Het is de bedoeling dat te vertienvoudigen tot 50 PJ in 2030 en door te groeien naar 200 PJ in 2050. In totaal moet geothermie op meer dan zevenhonderd plekken worden gewonnen. Dat vergt dan wel het slechten van technische barrières die nu het rendabel winnen van aardwarmte belemmeren.

Boorinstallatie innovatielab geothermie
Boorinstallatie boven de research put van bijna 400 meter van het innovatielab geothermie RCSG.

State-of-the-art faciliteiten

In het voormalige Shell-lab, dat TNO met steun van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, Energie Beheer Nederland, provincie Zuid-Holland en gemeente Rijswijk heeft omgevormd tot het RCSG, zijn nieuwe technologieën en productiemethoden ‘full scale’ en 'full size’ uit te testen.

Alle faciliteiten zijn state-of-the-art. Op zware funderingen in een extra hoog gebouw staan installaties die het hele spectrum van boren in de ondergrond bestrijken. Een boorinstallatie boven een bijna 400 meter diepe research put, hydraulische persen van 300 en 400 ton, drukvaten tot 1.000 bar, 3 flow loops, een hydrostatische boorinstallatie en een leidingenstelsel en pompen in het gebouw die zijn verbonden met alle installaties.

Testen onder reële condities

Voor bedrijven in de sector en voor de maakindustrie die componenten levert is het beproeven van nieuwe producten, materialen en technieken een kostbare aangelegenheid. Zij hoeven dankzij het geavanceerde lab niet zelf te investeren in een dure testomgeving. Bijna alle ondergrondse condities zijn reëel na te bootsen met de reële afmetingen om vast te stellen hoe producten, materialen en componenten zich onder hoge druk of bij extreme temperaturen gedragen op kilometers diepte. Dat maakt het lab uniek in Europa.

Open innovatie met bedrijven en universiteiten

TNO werkt met bedrijven in een open innovatiemodel samen. Rond de verschillende onderzoeksprogramma’s worden consortia gevormd van bedrijven die actief zijn in geothermie, warmteopslag, zoutwinning, machinebouw, leveranciers van componenten en materialen. Daarnaast is er nauwe samenwerking met kennispartners TU Delft en Universiteit Utrecht. Daarbij ligt de nadruk op het terugbrengen van de kosten en het versterken van veiligheid. De projecten zijn divers en worden programmatisch georganiseerd om kennisdelen op domeinen te faciliteren voor het versnellen van innovatie waarbij de commerciële belangen van de partners gewaarborgd blijft.

Enkele voorbeelden

Met Huisman GEO, energiebedrijf ENGIE en EBN werkt TNO aan een nieuwe boortechniek, die winning van aardwarmte uit dunne lagen profijtelijk kan maken. Het gaat om het zogeheten multilateraal boren, bekend uit de olie- en gaswinning, waarbij de boor zich in drie richtingen vertakt. De techniek moet nog geschikt worden gemaakt voor het winnen van geothermie. Als dat lukt is de opbrengst in beginsel te verdubbelen. Er zijn proeven voorzien in een 2,5 kilometer diepe aardlaag bij Zwolle. Daaraan voorafgaand wordt de techniek in het lab in Rijswijk tot een diepte van 400 meter getest.

Met een internationaal consortium en een uit Shell voortgekomen Nederlandse start-up gaat een testprogramma van start met een innovatieve, horizontale boortechniek. Deze is zeer geschikt voor de Nederlandse ondergrond en moet de opbrengst fors verhogen.

Boormaterialen zijn onderhevig aan corrosie en degradatie maar op kilometers diepte is lastig vast te stellen wat de conditie van de putconstructie is. Met bedrijven en universiteiten werkt TNO aan smart casing, nieuwe materialen en geïntegreerde sensoren, vergelijkbaar met de moderne sensortechnologie in auto’s. Deze technologieën maken het mogelijk onderhoudskosten te verlagen.

Met operators onderzoekt TNO hoe natuurlijke ondergrond materialen zoals klei en zout gebruikt kunnen worden voor het afdichten voor duurzame veiligheid en circulaire puttechnologie.

Een verlaging van de stromingsweerstand in pijpleidingen maakt het mogelijk om kleinere leidingdiameters, kleinere pompen en kleinere geothermische putdiameters te installeren. Dit verlaagt de materiaal- en graafkosten en beperkt de overlast in de woonomgeving voor geothermische stadsverwarming.

Laat je verder inspireren

35 resultaten, getoond 11 t/m 15

AI maakt geothermie efficiënter en productiever

Informatietype:
Insight
6 september 2023
TNO heeft in de sector geothermie laten zien hoe uit beschikbare data met behulp van AI veel meer inzicht is te verkrijgen om processen te verbeteren en zelfs mogelijke verstoringen te voorspellen.

TNO onderzoekt ondergrondse infrastructuur voor Einstein Telescope

Informatietype:
Nieuws
6 juli 2023

Nieuwe kaart zeebodemsediment voor beter beheer Noordzee

Informatietype:
Insight
9 mei 2023

Energiesystemen in ondergrond oplossing voor kleinschalige warmtenetten

Informatietype:
Nieuws
2 mei 2023

Geologische kaart van het Koninkrijk der Nederlanden

Informatietype:
Nieuws
24 maart 2023