HAALBAARHEIDSSTUDIE NAAR DIRECTE DIEPE GEOTHERMIE IN DE VLAAMSE KEMPEN

Yanick Van Hoeymissen Louis Ghesquiere
DIRECTE DIEPE GEOTHERMIEWij zijn Yanick Van Hoeymissen en Louis Ghesquiere, 2 masterstudenten industriële wetenschappen elektromechanica aan de KU Leuven campus Groep T. Onze masterproef is een haalbaarheidsstudie voor een warmtenet met K30-lage-energiewoningen als verbruiker en een directe diepe geothermische boring als bron in de Vlaamse Kempen.Bij directe diepe geothermie wordt er warm water uit de bodem van de aarde ontgonnen. Directe diepe geothermie verschilt van indirecte ondiepe geothermie omdat er dieper dan 500 meter geboord wordt en er geen gebruik wordt gemaakt van een warmtepomp.

HAALBAARHEIDSSTUDIE NAAR DIRECTE DIEPE GEOTHERMIE IN DE VLAAMSE KEMPEN

DIRECTE DIEPE GEOTHERMIE

Wij zijn Yanick Van Hoeymissen en Louis Ghesquiere, 2 masterstudenten industriële wetenschappen elektromechanica aan de KU Leuven campus Groep T. Onze masterproef is een haalbaarheidsstudie voor een warmtenet met K30-lage-energiewoningen als verbruiker en een directe diepe geothermische boring als bron in de Vlaamse Kempen.

Bij directe diepe geothermie wordt er warm water uit de bodem van de aarde ontgonnen. Directe diepe geothermie verschilt van indirecte ondiepe geothermie omdat er dieper dan 500 meter geboord wordt en er geen gebruik wordt gemaakt van een warmtepomp. Volgens bodemkaarten van België bleek de Vlaamse Kempen de ideale plaats te zijn voor geothermie toe te passen. Dit is zo omdat in de Vlaamse Kempen de warmteflux het hoogste ligt. De warmteflux is een maat voor de hoeveelheid energie die in de bodem zit hoe hoger deze waarde is, hoe meer energie er uit de bodem kan gehaald worden voor het warmtenet te voeden.

Eerst hebben we ons gebaseerd op een proefboring in Turnhout. Daarna werden er verschillende parameters variabel gemaakt om te achterhalen wat hun invloed is op het eindresultaat. Een directe diepe geothermische installatie bestaat uit twee boringen, een opboorput en een re-injectieput. Het opgeboorde water moet terug in de grond geïnjecteerd worden om de balans van het ondergronds waterreservoir niet te verstoren. Deze twee boringen moeten ook minstens 1500 meter van elkaar verwijderd zijn. Dit om het warmtefront niet te beïnvloeden door de re-injectieput.

Het geothermische warme water verwarmt eerst een warmtenetwerk door middel van een warmtewisselaar. Deze warmtewisselaar werkt met een temperatuurverlies van 1 °C en zorgt ook voor een fysische scheiding tussen het vervuilde bodemwater en het water in het warmtenetwerk. Het warmtenetwerk transporteert warm water naar de K30-lage-energiewoningen, die maximaal 30 kWh/m² per jaar verbruiken. Nadat het netwerk haar warmte heeft afgegeven aan de huizen retourneert het terug naar de bron, waar het terug wordt opgewarmd door de warmtewisselaar.

Indien men uitgaat van de proefboring uit het verleden die 23 m³/h water op een temperatuur van 37°C naar het aardoppervlak bracht, kunnen er 121 K30-lage-energiewoningen met een bewoonbare oppervlakte van 140m² voorzien worden van voldoende warm water. Een standaard geothermische verwarming zou per huis € 12.800 aan installatie kosten. Indien men dit vergelijkt met een aardgasinstallatie en een huisbrandolie-installatie wordt directe diepe geothermie na respectievelijk 11 en 6 jaar rendabel.

Wegens een gebrek aan een specifieke locatie in dit onderzoek zijn de parameters van de bron onzeker, evenals de energieprijsstijging van aardgas en huisbrandolie in de toekomst. Er kan wel geconcludeerd worden dat het geleverde debiet van de bron het meest kritisch is voor de snelheid waarmee het project rendabel wordt. Andere parameters zijn de kosten van de boring, het aantal boorputten en de onderhoudskosten. Al deze kosten hangen voornamelijk af van de graad van vervuiling die het opgeboorde water heeft. Als dit water vuil is (veel zouten en zuren bevat) kan het zijn dat de kosten voor de geothermische centrale gevoelig oplopen. Verder kan het debiet nog verbeterd worden door een warmtepomp bij het netwerk te voegen en kunnen de elektrische kosten van de pompen en sturing teruggedrongen worden met zonnepanelen.

Er kan geconcludeerd worden dat er zeker potentieel is voor geothermie in de Vlaamse Kempen. Indien men vooraf weet wat de bron zal leveren is een geothermische centrale, die een warmtenet van energie voorziet, zowel fysisch als economisch rendabel. Ook door de Nederlandse en Vlaamse overheden worden intussen voldoende middelen aan de boorfirma’s geleverd om het debiet en andere parameters perfect in te schatten. Nu is het alleen nog zeer belangrijk om deze informatie te verspreiden zodat meer firma’s de investering aandurven.

Bibliografie

Bibliografie

1. R.Dreesen, B.Laenen. Technology watch: geothermie en het potentieel in Vlaanderen. s.l. : Vlaams Kenniscentrum Ondergrond, 2010.

2. smartgeotherm. Open systemen. smartgeotherm. [Online] 2013. http://www.smartgeotherm.be/open-systemen/.

3. Watercycle Research Institute. Kennisdocument Putten(velden): Ontwerp, aanleg en exploitatie van pomp- en waarnemingsputten. Nieuwegein : s.n., 2011.

4. Yves Geboers. Diepteboring voor geothermie. [interv.] Louis Ghesquiere en Yanick Van Hoeymissen. Februari 10, 2014.

5. Dr.P. Dirven. Geothermie in Vlaanderen. s.l. : Vlaamse Gewest, 1994.

6. Alfa Laval. Platenwarmtewisselaar. s.l., Brussel : Alfa Laval, 2014.

7. Laval, Alfa. District heating. alfalaval.com. [Online] 2014. http://www.alfalaval.com/industries/hvac/heating/district-heating/Pages….

8. Danfoss. Danfoss Heat Exchangers Dedicated for District Heating Applications. Danfoss. [Online] 2014. http://heating.danfoss.com/xxNewsx/c104fca2-0f7d-4db5-ba5a-739a3c36cf54….

9. Swep. District energy. swep.net. [Online] 2014. http://www.swep.net/en/products_solutions/application_areas/Pages/appli….

10. Yunus A. Cengel. Heat and Mass Transfer A Practical Approach. 2009.

11. Habitos. Lage energiewoning: van definitie tot kostprijs. [Online] Habitos, mei 2011. [Cited: oktober 14, 2013.] http://habitos.be.msn.com/nl/duurzaam-wonen/lage-energiewoning-van-defi….

12. Rietkerk, Jeroen. Betonkernactivering . http://sts.bwk.tue.nl/. [Online] januari 2005 . [Cited: oktober 18, 2013.] http://sts.bwk.tue.nl/bps/onderwijs/software/matlab_femlab_simulink/Bet….

13. Echo. ClimaDeck betonkernactivering: overzicht systemen. Echobel. [Online] 2012. [Cited: november 29, 2013.] http://www.echobel.com/benl/utiliteitsbouw-climadeck-betonkernactiverin….

14. Mijn energie. Tarieven elektriciteit vergelijken. [Online] VREG, 03 27, 2014. [Cited: 03 27, 2014.] http://www.mijnenergie.be/prijs-elektriciteit-vergelijken-?PHPSESSID=gk2e3qpa8mgvsmdms6fhshnj67.

15. kachels.com. Wat kost gas nu daadwerkelijk? [Online] 2014. [Cited: 03 28, 2014.] http://www.kachels.com/veelgestelde-vragen/wat-kost-gas.

16. VREG. omrekening van m3 naar kWh. [Online] 2012. [Cited: 03 28, 2014.] http://www.vreg.be/aardgas-omrekening-van-m3-naar-kwh.

17. Informazout. Mazoutprijs. [Online] 2014. [Cited: 03 27, 2014.] http://www.informazout.be/nl/mazoutprijs.

18. Koninklijke Vereniging van Belgische Gasvaklieden. Aardgas - voordeliger dan stookolie. Aardgas.be. [Online] 2012. [Cited: 05 9, 2014.] http://www.aardgas.be/consumenten/financieel-plaatje/besparen-met-aardg….

19. Hoogrendementsketel – HR ketel. [Online] [Cited: 03 28, 2014.] http://www.hoogrendementsketels.be/.

20. Onderhoud CV-ketel. [Online] 2012. [Cited: 03 28, 2014.] http://www.centraleverwarmingcv.be/onderhoud-cv-ketel.html.

21. Buderus. Onze oplossingen voor een lager verbruik ! 2014.

22. Vliesman. Energiebesparende verwarmingsketels. 2014.

23. Bollaert, Mazouttank. Mazouttank Prijzen . [Online] 2014. [Cited: 05 09, 2014.]

24. Met Optimaz & Optimaz-elite kiest u voor het hoogste rendement. Mazoutprijs. [Online] 2014. [Cited: 03 28, 2014.] http://www.informazout.be/nl/voordelen_optimaz_elite.

25. Planbureau, Federaal. Energievooruitzichten voor België tegen 2030. Brussel : Henri Bogaert , 2011. D/2011/7433/26.

26. Anne Van Houtte. Bereken uw CO2 gehalte. co2minderen.be. [Online] 2009. [Cited: 3 28, 2014.] http://www.co2minderen.be/UW_CO2-PROFIEL/uw_co2-profiel.htm.

27. U.S. Energy information administration. How much carbon dioxide is produced per kilowatthour when generating electricity with fossil fuels? [Online] 04 2014. [Cited: 05 10, 2014.]

28. Time for change. CO2 emission of electricity from nuclear power stations. [Online] 2012. [Cited: 05 09, 2014.]

29. Brussels instituut voor milieubeheer. Energiebronnen voor warmwaterproductie .

30. OVAM. CO2-calculator voor bodemsaneringsprojecten. s.l. : Vlaamse Overheid, 2009.

31. Brookhaven National Laboratory. Greenhouse-gas Emissions from Solar Electric- and Nuclear Power: A Life-cycle Study. 2010.

32. Spencer Tumbale & Vyshaali Jagadeesan . Solar V.S Wind Energy. [Online] [Cited: 05 10, 2014.]

33. E-on. Zonnenergie: feiten, cijfers, observaties. s.l. : E-on.

34. R. Lemmelä & Y.Sucksdorff. Annual variation of soil temperature at depths 20 to 700 cm.

35. Becquevort, P. Aanleg van waterleidingen. fvb.constructiv. [Online] 2002. [Cited: Maart 26, 2014.] http://fvb.constructiv.be/~/media/Files/Shared/FVB/Sanitair%20Installat….

36. isoplus - Rigid Connection Systems. isoplus-pipes.com. [Online] 2014. http://www.isoplus-pipes.com/en/products/rigid-connection-systems/.

37. Carnoy. Stalen Buizen. carnoy.be. [Online] 2014. http://www.carnoy.be/producten/volgens_productgroep/buizen.

38. Energieconcepten, Tom Teunkens van. K30 woningen. [interv.] Yanick Van Hoeymissen en Louis Ghesquiere. Oktober 5, 2013.

39. NIBE. Geavanceerde water/water warmtepompen voor grotere woningen en utiliteitsgebouwen. 2012.

40. Praktisch duurzaam. [Online] 01 2011. [Cited: 03 28, 2014.] http://www.praktischduurzaam.nl/verwarmen-met-een-warmtepomp/.

41. Roel Van Espen . Wegen zonnepanelen op uw brandverzekering? Knack. 2013.

42. EcoPuur. Zonnepanelen reinigen, voor u getest! [Online] 09 1, 2012. http://www.ecopuur.be/nieuws/zonnepanelen-reinigen-voor-u-getest.

43. Daikin. Split sky air - Technical data. Oostende : Daikin, 2 2004.

44. Goovaerts. Stroomverbruik bij airconditioning. waltergoovaerts. [Online] 2013. http://www.waltergoovaerts.be/airco/verbruik-airconditioning.php.

45. Verbrugghe, Dirk. Airco onderhoud en reparatie bij u thuis in een straal van 20km rond Kortrijk. Autoklima auto-airco. [Online] Maart 3, 2012. http://www.autoaircospecialist.be/onderhoud.html.

46. Ununiversität Leoben. roleum Engineering Technology. Leoben : s.n., Petroleum Engineering Technology.

47. Caulaert, Peter. Haalbaarheidsstudie warmtenet Brugge. Brugge : Technum, 2012.

48. Pieter-Jan Bloeyaert. Leidingen. s.l. : Logostor, 2014.

49. Frank Dochy . Thermodynamische tabellen en formularium. 2012.

50. Grundfos. Technische fiche pomp: TP 40-580/2 A-F-A-BAQE. s.l. : Grundfos, 2014.

51. —. Technische fiche pomp: ALPHA2 25-40 180. s.l. : Grundfos, 2014.

52. Ecobouwers. [Online] 2012. http://www.ecobouwers.be.

53. Sanitairweb. Buffervaten info. Duurzame energietechnieken. [Online] 2003. [Cited: 03 15, 2014.] http://www.sanitairweb.be/buffervaten_info.html.

54. PVCvoordeel. PVC buis met gladde einden SN-4. pvcvoordeel.nl. [Online] 2014. http://www.pvcvoordeel.nl/pvc_buis/.

55. Engineeringtoolbox. Thermal Conductivity of some common Materials and Gasses. engineeringtoolbox. [Online] 2013. http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html.

56. Vlaamse Overheid. Inventarisatie onderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daarrond. Antwerpen : Kris Van Malderen, gedelegeerd bestuurder Antea Belgium nv, 2011.

57. Vlaamse parlement. Voorstel van resolutie betreffende het ontwikkelen en bevorderen van diepe geothermie in Vlaanderen. Brussel : Robrecht Bothuyne, Bart Martens, Liesbeth Homans, Tinne Rombouts, Michèle Hostekint, Robrecht Bothuyne en Bart Martens, 2014.

58. VITO. Eerste geologisch 3D-model maakt Vlaamse ondergrond zichtbaar voor iedereen. s.l. : Joke Schauvliege, Vlaams minister van leefmilieu en cultuur, 2013.

59. DVO. 3D SubsurfaceViewer, voor visualisatie van het Geologisch 3D lagenmodel van Vlaanderen en het Brussels Hoofdstedelijk. 2013.

60. Hans Veldkamp. DoubletCalc in België. 04 02, 2014.

61. Het Platform Geothermie. Handboek Geothermie voor operators. 2013.

62. Inventarisatie onderzoek van het gebruik van geothermie en het regelgevend kader daarrond in relevante buitenlandse rechtsordes. Antwerpen : Vlaamse overheid, 2011.

63. Aardwarmte: al uw vragen beantwoord. Caroline Hoek . 2011.

 

 

Universiteit of Hogeschool
Master in de industriële wetenschappen: elektromechanica, focus intelligent manufacturing
Groep T Leuven
Publicatiejaar
2014
Kernwoorden
Share this on: