AI maakt geothermie efficiënter en productiever
Kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning wordt in toenemende mate ingezet in de energiesector om complexe processen en besluitvorming te ondersteunen. Dat leidt tot grotere efficiëntie, minder uitval, kostenverlaging en een kleinere ecologische voetafdruk. 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.
“De belangrijkste reden voor ons om aan dit project met TNO mee te doen, is om meer en sneller nuttige informatie uit onze operationele processen te halen. Waar we tot voor kort vooral achteraf analyses maakten van de prestaties van onze productieprocessen, krijgen we nu realtime data om zo nodig bij te sturen. Dat is enorme winst.”
Winning en opslag van warmte
Aardyn werkt in verschillende projecten samen met TNO, waaronder WarmingUPGOO (Geothermie & Opslag en Opschaling), gericht op het versnellen en uitbreiden van geothermie en ondergrondse warmteopslag in ons land. Digitalisering van geothermische productieprocessen, koppeling aan modellen en de inzet van AI maken real-time analyses en beslissingen mogelijk.
Zo heeft TNO een digital twin-systeem voor aardwarmte en ondergrondse warmteopslag ontwikkeld (GEMINI) om real-time beslissingen te kunnen nemen, prestaties te voorspellen en storingen te detecteren. Dat betekent minder uitval, lagere onderhoudskosten en verhoogde veiligheid.
“In de energiesector is hier grote behoefte aan. De eerste toepassing die we voor geo-energie systemen hebben opgeleverd, is een goede basis om verder uit te werken in meer domeinen.”
Goede basis
Pejman Shoeibi Omrani, senior scientist energietransitie bij TNO:
“We zijn al langer actief in het ontwikkelen van AI-technologieën en modellen om besluitvorming over operationele processen te ondersteunen. In de energiesector is hier grote behoefte aan. Die heeft te maken met aangescherpte klimaatdoelen, versnelling van de energietransitie, de materialentransitie, decarbonisatie, het inpassen van hernieuwbare energie en tal van zaken die besluitvorming veel complexer hebben gemaakt. De eerste toepassing die we voor geo-energie systemen hebben opgeleverd, is een goede basis om verder uit te werken in meer domeinen.”
Real-time analyses
Nieuwe inzichten uit data halen met gebruik van AI is volgens hem op zich al complex. Een sector als geothermie beschikt niet over zogeheten big data. Eerst moeten de gegevens door sensoren worden gemeten bij de warmtebron tijdens het productieproces. Het gaat dan onder meer om de prestaties van de pomp, temperatuur, druk, stroomsnelheden, trillingen, spanning, vermogen en andere parameters. TNO combineert hier expertise van geothermie, sensortechniek, ICT, modellen en meer. Deze data worden permanent gemeten en doorgegeven om er real-time analyses op los te laten en beslissingen te nemen in GEMINI.
Waardevolle informatie
“En dat is precies de toegevoegde waarde voor ons”, zegt Bas. “Veel bedrijven zijn goed in het genereren van data, maar het verwerken ervan en er pijlsnel nieuwe inzichten mee opdoen, is een ander verhaal. Dat heeft TNO met hun gecombineerde expertise van energie en AI nu gerealiseerd.
Voorheen konden we alleen eerder verkregen data analyseren. Nu krijgen we de gegevens van onze geothermie installaties real-time en kunnen we direct de data interpreteren en waar nodig bijsturen. Van data met geringe waarde achteraf naar waardevolle informatie waar we concreet iets mee kunnen.”
Fouten voorkomen
Als voorbeeld noemt hij de productiviteitsindex, een in de geothermie veel gebruikte graadmeter hoe de reservoirs presteren. Op basis daarvan is te zien of een reservoir meer of minder begint te produceren, of er veranderingen dan wel afwijkingen zijn, allemaal parameters waar het geothermiebedrijf analyses mee uitvoert.
Bas: “De index bevat verschillende metingen waarop we kunnen acteren, maar zegt ook iets over de integriteit van ons gehele systeem ter plekke. Stel dat je ergens een verstopping in de put hebt, dan is de productiviteitsindex daarvoor een eerste indicatie. Je kunt daaruit afleiden waaren in welke mate er potentieel ergens iets niet goed gaat. Die gegevens hebben we nu real-time en dus geven de modellen een accuratere voorspelling van wat er mis kan gaan. Dat gaat veel schelen aan onderhoud en het voorkomen van onnodige stilstand in de productie.”
Extra impuls
Efficiënter kunnen produceren en storingen voorkomen betekent een extra impuls voor de groeiende sector geothermie. Het was tot nog toe vooral de glastuinbouw die de aarde als warmtebron gebruikte, met in de regio Den Haag-Rotterdam de grootste concentratie gebruikers. Inmiddels komt aardwarmte op steeds meer plekken in bewoonde gebieden beschikbaar (nu 36 doubletten, aardwarmteputten).
Aardyn is in de genoemde regio maar ook op andere plekken in ons land actief om geothermie naar de gebouwde omgeving te brengen. Zo wordt er op dit moment geboord voor een project bij de TU Delft om de campus en een deel van de stad van aardwarmte te voorzien.
“Geothermie is een onmisbare schakel in de transitie naar een duurzame energievoorziening. Sneller en beter beslissingen kunnen nemen door toepassing van AI en digital twin is hierbij een belangrijke stimulans.”
Beeld: RCSG / Floris Scheplitz
Neem contact met ons op
-
Pejman Shoeibi Omrani
Functie:Senior scientist-
Standplaats:Delft - Leeghwaterstraat
-
Telefoon:+31 88 866 45 44
-
E-mail:E-mail Pejman Shoeibi
-
Laat je verder inspireren
TNO-studies over potentieel geothermie vinden weg naar kunstgalerie in Turijn
Je werkt bij TNO aan langetermijnscenario’s voor het energiesysteem om wereldwijd de klimaatdoelstellingen in 2050 te halen en plots ontvang je een mail van een beroemde Italiaanse fotograaf. ‘‘Mag onze visueel ontwerper hier iets moois van maken?”
Ondersteuning gemeenten om warmtetransitie te realiseren
Decentrale overheden, met name gemeenten, spelen een cruciale rol in de warmtetransitie. Ruim 90 procent van de woningen in ons land wordt nu nog fossiel verwarmd, vooral met aardgas. Ontdek hoe TNO gemeenten ondersteunt met kennis, ervaring en tools voor duurzame warmtebronnen zoals geothermie.
Geothermie en seismologische monitoring
Geothermie is een belangrijke energiebron binnen de energietransitie. De winning is plaatselijk en de opbrengst hangt niet af van variaties in zon en wind. Er zijn nu ongeveer 20 projecten actief en naar verwachting groeit geothermie de komende decennia flink.
Binnenlandse gasproductie blijft achter
Uit een analyse van TNO blijkt dat de gerealiseerde en verwachte binnenlandse gasproductie achterblijft. Jaarlijks brengt TNO voor het ministerie van Economische Zaken en Klimaat de stand van zaken omtrent de gasproductie in kaart.
TNO onderzoekt ondergrondse infrastructuur voor Einstein Telescope
TNO doet onderzoek naar de ondergrond voor de bouw van de Einstein Telescope: een geavanceerd observatorium voor opvangen van zwaartekrachtsgolven.
