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

Nieuwe boortechnieken geothermie

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.

Smart casing, nieuwe materialen, sensoren en pompen

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.

Circulair putontwerp en natuurlijke materialen

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

Hydraulische weerstand in watertransportsystemen verlagen

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

13 resultaten, getoond 1 t/m 5

Onderzoek TNO en EBN: Waterstofopslag op zee lijkt haalbaar

Informatietype:
Nieuws
11 juli 2022
Ondergrondse opslag van waterstof op zee lijkt technisch gezien een haalbare en relevante optie om te betrekken bij de planning en aanleg van het toekomstige energiesysteem. Dat is de belangrijkste bevinding van een studie van Energie Beheer Nederland (EBN) en TNO naar de haalbaarheid van ondergrondse opslag van waterstof op zee, in opdracht van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat. Voor de realisatie van de opslag moet wel aan een aantal randvoorwaarden worden voldaan en is nader onderzoek vereist.

Verduurzaming van de ondergrond

Informatietype:
Artikel

Binnen TNO is de Geologische Dienst Nederland georganiseerd als kenniscentrum van de ondergrond. Met een zeer moderne publieke informatievoorziening, onderzoek en technologie dragen we bij aan een duurzaam Nederland.

Geologische Dienst Nederland maakt ondergrond Nederland zichtbaar

Informatietype:
Nieuws
13 januari 2022
Nederland staat voor grote opgaven als klimaatadaptatie, de energietransitie en grootschalige woningbouw. De ondergrond speelt bij de oplossing van deze vraagstukken een cruciale rol.

Geothermie volledig CO2-neutraal maken

Informatietype:
Insight
8 december 2021
Geothermie is één van de duurzame warmtebronnen, maar nog niet volledig CO2-neutraal. TNO heeft onderzocht hoe dit toch te minimaliseren is.

TNO en EBN: Ondergrondse energieopslag essentieel voor toekomstig energiesysteem

Informatietype:
Nieuws
13 oktober 2021
In de whitepaper “Ondergrondse energieopslag noodzakelijk voor toekomstig energiesysteem”, concluderen TNO en EBN dat ondergrondse energieopslag een onmisbaar onderdeel is van de infrastructuur en voor 2030 actie en regie nodig is.