Warmte-/Koude Opslag: open systemen

Bij open WKO systemen wordt grondwater uit de bodem opgepompt. Aan het opgepompte water wordt warmte of koude, afhankelijk van het seizoen, toegevoegd. Dit is het grootste verschil met gesloten systemen, waar de warmte uitwisseling plaats vindt middels geleiding zonder water op te pompen. Het opgepompte grondwater wordt weer in de bodem terug gevoerd. Onderstaand figuur illustreert de werking van een open WKO systeem bij de situatie dat warmte over is en koude benodigd (de zomer periode). Links wordt koud water uit de bodem onttrokken, via een warmtewisselaar in het gebouw wordt de koude met warmte uitgewisseld. De overtollige warmte wordt rechts weer in de bodem gepompt. Zo ontstaan in de bodem 'bellen' van warmte en koude. De bodemtemperatuur gaat gemiddeld 5 tot 10 °C afwijken van de gemiddelde grondwatertemperatuur van 11 °C.

Warmte-/koudeopslag open systeem

[warmte-/koudeopslag open systeem]

Geschiktheid van de Zeeuwse bodem

De geschiktheid van de Zeeuwse bodem voor open systemen varieert van niet geschikt (Zeeuws Vlaanderen), naar matig geschikt in de Bevelanden tot goed geschikt in het Noordelijk deel van Zeeland. Dit zijn de uitkomsten van een onderzoek in opdracht van de provincie naar de geschiktheid van de Zeeuwse bodem. De geschiktheid van de bodem voor open WKO-systemen hangt af van:

  • dikte van de watervoerende bodemlaag waarin de warmte en de koude wordt opgeslagen. Hoe dikker deze laag, hoe meer warmte en koude kan worden opgeslagen. In Zeeuws Vlaanderen zijn de watervoerende lagen te dun voor grootschalige toepassingen van bodemenergie.
  • de doorlatendheid van de bodem. Hoe groter de doorlatendheid, hoe makkelijker koud en warm water naar de bronnen kunnen toestromen. De doorlatendheid van de bodem hangt direct samen met het bodemmateriaal. Zandbodems hebben een grotere doorlatendheid dan kleirijke bodems.
  • de grondwaterkwaliteit. Het REDOX potentiaal (maat voor ijzervorming in de filters) en het chloride gehalte (zoutgehalte) kunnen voor technische problemen zorgen. Deze parameters variëren in Zeeland van niet tot wel problematisch.

Rendementen en terugverdientijden

Weten waar de bodem in theorie meer of minder geschikt is, is heel nuttige informatie. Nog nuttiger is inzicht in terugverdientijden van een investering in deze techniek. De terugverdientijd wordt in grote mate bepaald door de energievraag die een initiatiefnemer heeft, en de mate van geschiktheid van de bodem. Deze twee factoren zijn samengebracht in de landelijke WKO-tool. Deze tool maakt op basis van de lokale bodemopbouw en uw specifieke bouwopgave een inschatting van juridische haalbaarheid, terugverdientijden (in jaren) en het voorkomen van het aantal ton CO2 uitstoot. Zie voor meer informatie wkotool. De uitkomst van deze tool dient als extra argument om voor een project een haalbaarheidstudie WKO te laten uitvoeren. Zeker in Zeeland is dat zinvol, omdat de bodemopbouw over een kleine afstand sterk wisselend is. Het is goed om vooraf al een inschatting over de mogelijkheden te hebben, zodat de investering in een haalbaarheidstudie (die toch kunnen oplopen tot tienduizenden euro's) extra onderbouwd zijn.

ambities en doelen

Zeeland wil een duurzame provincie zijn. Hier hoort bij dat de provincie de toepassing van duurzame energievoorzieningen, waaronder WKO, stimuleert. Zo heeft de provincie samen met zes Zeeuwse gemeenten de kansen voor WKO in gemeentelijke projecten in beeld gebracht in het synergiekaartenproject. De provincie is ook betrokken geweest bij landelijke ontwikkelingen zoals het onderzoeksprogramma "Meer met bodemenergie" en de ontwikkelingen rond wet- en regelgeving in de vorm van de AMvB Bodemenergie. De nieuwe regels zijn medio 2013 van kracht worden. De toepassing van open WKO-systemen in Nederland groeit exponentieel. In Zeeland blijft deze groei echter uit. In 2009 waren er 11 open systemen geregistreerd in Zeeland, tegen circa 1.100 in heel Nederland. In 2011 zijn er maar enkele systemen bijgekomen. Hieruit blijkt dat Zeeland wat betreft de toepassing van open WKO systemen behoorlijk achter loopt in vergelijking met de rest van Nederland. En dit terwijl de Zeeuwse bodem boven de Westerschelde zonder meer geschikt is.

Beleid in praktijk

Voor open WKO systemen is een grondwaterwetvergunning van de Provincie Zeeland nodig. De aanvrager moet aantonen dat het open WKO systeem geen negatieve effecten heeft op grondwaterafhankelijke belangen van andere gebruikers. Daarbij kan het bijvoorbeeld gaan om bodemverontreiniging, waterwinning, zettingsgevoelige gebouwen en natuur. In de meeste gevallen kan het systeem goed worden ingepast ten opzichte van de andere belangen. Gespecialiseerde adviesbureaus bieden ondersteuning bij de vergunningaanvraag en het ontwerp van het systeem.

  • Specifieke regels gelden voor de grondwaterbeschermingsgebieden. In de grondwaterbeschermingsgebieden Haamstede, Sint-Jansteen, Oranjezon en Biggekerke wordt het grondwater gebruikt als drinkwater of is gereserveerd om in de toekomst te voorzien in de drinkwatervraag. Toepassing van energieopslagsystemen in deze gebieden is verboden.
  • In een groot gedeelte van Zeeuws Vlaanderen is op de diepte waar WKO systemen kunnen worden toegepast een overgang van zoet naar zout grondwater aanwezig. Deze overgang is een belangrijk technisch en juridisch aandachtspunt voor open systemen omdat het kan leiden tot het dichtslaan van de filters en er verzilting van zoet grondwater kan optreden. Dit laatste wil de provincie voorkomen.
  • Toepassing van open WKO-systemen kan risico's voor de grondwaterkwaliteit met zich meebrengen. Enerzijds ontstaan deze risico's door de wijze waarop WKO-installaties worden geïnstalleerd en beheerd, anderzijds doordat chemische en fysische evenwichten in de bodem worden verstoord. Bij het installeren van open WKO-systemen worden lange pompputten geslagen. Deze buizen doorboren soms ondoordringbare lagen van klei in de ondergrond. Grondwater uit verschillende bodemlagen kan zich via lekkage langs buizen met elkaar vermengen. Dit is gelet op verzilting en bodemverontreinigingen onwenselijk. Door het boorwerk volgens het SIKB protocol 2101 en door een gecertificeerd bedrijf te laten uitvoeren, worden deze risico's verkleind.