Geothermische energie of aardwarmte is warmte-energie gegenereerd en opgeslagen in de Aarde. Het ontstaat door de warmte-uitstraling uit het binnenste van de aarde, het gevolg van natuurlijke nucleaire vervalprocessen in de kern. De aarde is daarmee een continue bron van warmte.

De natuurlijke warmtestroom van de aarde is voldoende om in de totale wereldvraag aan energie te voldoen. Als we een schil van de aardkorst nemen met een dikte van 6 km, bevat deze aan aardwarmte een equivalent van 50.000 x de totale aardgas- en aardolievoorraad ter wereld.

In gebieden met vulkanische activiteit komt die warmte zeer dicht onder de oppervlakte en wordt al honderd jaar gebruikt voor elektriciteitsproductie en warmtewinning. In Nederland wordt aardwarmte voornamelijk gebruikt voor ruimteverwarming in de glastuinbouw (90%) en om woonwijken te verwarmen.

Aardwarmte is een vorm van duurzame energie: de winning ervan niet leidt tot het uitputten van een voorraad. Hierdoor draagt aardwarmte bij aan de prioriteit van de Nederlandse regering om het gebruik van fossiele brandstoffen zoals aardgas te verminderen en de daarmee gepaard gaande uitstoot van broeikasgassen zoals CO2 te reduceren (energietransitie).

Afhankelijk van de diepte waarvandaan warmte aan de bodem onttrokken of waarop wordt opgeslagen, worden verschillende soorten aardwarmte genoemd.

Ultra diepe geothermie – dieper dan 4.000 meter, ook wel bekend als 'Hot Dry Rock' en EGS Enhanced Geothermal Systems. Gebruik: warmtewinning voor collectieve toepassing en opwekking elektriciteit.

Diepe geothermie - 1.500 – 5.000 meter. Gebruik: warmtewinning voor collectieve toepassingen zoals woonwijken en kassen.

Midden-diepe geothermie - 500 tot 1.500 meter, ook wel HTO genoemd (Hogere Temperatuur Opslag).

Bodemenergie of ondiepe aardwarmte - tot 500 meter. Gebruik: warmte en koude winning én –opslag, met name voor verwarmen en koelen van gebouwen. In de praktijk is het gebruik meestal beperkt tot ca. 200 meter. Er zijn hierbij twee soorten systemen:

• Open bodemenergiesystemen, waarbij grondwater direct als warmtedrager wordt gebruikt. Grondwater wordt omhoog gepompt, gebruikt als bron van warmte of koude en vervolgens weer in de bodem teruggebracht.

• Gesloten bodemenergiesystemen, waar met een bodemwarmtewisselaar warmte met de omringende bodem wordt uitgewisseld. Er is geen direct contact met het grondwater.

Bij open systemen is er sprake van uitwisseling via grondwater. Er worden twee type systemen onderscheiden:

• Hydrothermale systemen: De warmte komt naar boven door het aanboren van een geothermisch reservoir. Voor geothermie productie vinden twee boringen plaats, een productieput en injectieput. Deze putten worden samen een doublet genoemd. Op de uiteindelijke diepte hebben zij een onderlinge afstand tussen 1200 en 2000m. Uit de productieput wordt warm water gewonnen. Met een warmtewisselaar wordt bovengronds aan het opgepompte water de warmte onttrokken en afgegeven aan een warmtenet, dat woningen, kassen of industrie van warmte voorziet. Het afgekoelde water wordt via de injectieput teruggepompt in de grond. De bodemdruk blijft hierdoor gelijk. De onttrekkings- en injectiebron kunnen seizoensmatig gewisseld worden, er ontstaat dan een “warme” en een “koude”-bron en er kan sprake zijn van een opslagsysteem. Verschillende configuraties zijn mogelijk, die veelal onder de verzamelnaam WKO systemen (warmte koude opslag) bekend zijn.

• Petrothermale systemen: met hydraulische stimulatiemaatregelen ('fracken') worden in een droge ondergrond spleten en kloven gemaakt, waarin kunstmatig ingebracht water tussen twee diepe bronnen circuleert. Er worden verschillende namen voor de varianten van deze ultra-diepe geothermie techniek gebruik, waaronder Hot-Dry-Rock (HDR), Hot-Wet-Rock (HWR), Hot-Fractured-Rock (HFR) of Enhanced Geothermal System (EGS).

Bij gesloten systemen wordt met een bodemwarmtewisselaar warmte met de omringende bodem wordt uitgewisseld. Er is geen direct contact met het grondwater Koud of warm water wordt door een gesloten leidingenstelsel in de bodem rondgepompt. Is de vloeistof kouder dan de omringende bodem dan neemt de vloeistof warmte op, is de vloeistof warmer dan koelt deze juist in de bodem af.

In Nederland is zijn het meest interessant boringen in de aquifers (over het algemeen zandsteenpakketten). Deze watervoerende lagen zijn in vele delen van Nederland aanwezig (WKO en diepe aardwarmteprojecten).

Voor een kweker kunnen voordelen van het gebruik van aardwarmte zijn bijzonder groot zijn:
- enorme energiebesparing
- meer zekerheid over de energiekosten van de lange termijn i.t.t. fossiele brandstoffen
- lange levensduur van de installaties voor aardwarmte - een aardwarmtebron produceert tientallen jaren; een WKK is na 10 jaar technisch afgeschreven.
- leveringszekerheid: aardwarmte is niet afhankelijk van schommelingen in de weersgesteldheid.

Daarnaast is de winning van aardwarmte technisch gezien een betrouwbare, bewezen techniek, waarbij vooral gebruik wordt gemaakt van de ervaringen uit de olie- en gasindustrie.

De voordelen worden met name bereikt door het oprichten van collectieve installaties, waarmee gezamenlijk warmte wordt opgewekt en de investeringen worden gedeeld. Via een distributienetwerk kan de opgewekte warmte worden verspreid over aangesloten kwekerijen.

In de afgelopen jaren zijn er een aantal aardwarmtebronnen geboord voor de glastuinbouw. Deze bronnen ontwikkelen zich na verloop van tijd zo goed dat er warmte over is om te leveren aan derden zoals naastgelegen tuinbouwbedrijven, zwembaden, scholen en woonhuizen.

Horti-Cultura is betrokken bij het ontwikkelen van deze clusters en zorgt ervoor dat de warmte uit de bron ook in de zomermaanden zo veel mogelijk benut wordt waardoor het aantal draaiuren stijgt en de bron meer rendement oplevert.

Een warmtenetwerk is een infrastructuur, waarop verschillende aanbieders en afnemers van warmte aangesloten zijn. Via het distributienetwerk wordt de warmte getransporteerd tussen de deelnemers. Zo kan een dekkende duurzame warmtevoorziening voor een gebied gecreëerd worden.

Andere namen die gebruikt worden voor een warmtenetwerk zijn warmte-ring, district heating and cooling (DHC), warmtenet, warmterotonde, warmtecluster en common carrier. De groep betrokken organisaties bij een warmtenetwerk wordt ook wel genoemd: warmtecoöperatie, warmtealliantie, warmtedistrict.

Een warmtenetwerk kan op verschillende schalen worden gerealiseerd, bijvoorbeeld lokaal, of provinciaal. Afnemers zijn met name stadsverwarming van woningen, glastuinbouw tot industrie. De aanbieders op een warmtenetwerk kunnen leveren vanuit uit verschillende bronnen, bijvoorbeeld:
- aardwarmte
- restwarmte
- WKO (Warmte Koude Opslag)
- bio-massa

De meeste energie die we gebruiken komt van aardgas, steenkool en aardolie. Deze fossiele brandstoffen hebben als nadeel dat bij het gebruik van deze energiebronnen het gas CO2 (koolstofdioxide) ontstaat, wat bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Daarnaast raken deze bronnen langzaam op. In de toekomst zullen wij steeds meer gebruik moeten maken van andere energiebronnen, die niet opraken en die niet vervuilen.

Op dit moment lijken restwarmte, warmte-koudeopslag, geothermie en biomassa de beste kanshebbers voor het zo snel mogelijk verlagen van de CO2-uitstoot.

Bij de opwekking van elektriciteit en bij verschillende industriële processen ontstaat warmte die niet op locatie gebruikt kan worden. Deze restwarmte kan door een andere partij gebruikt worden als nuttige warmte, bijvoorbeeld voor het verwarmen van huizen, kassen of kantoren. Het benutten van restwarmte kan financieel interessant zijn en maakt de energieketen efficiënter en leidt daarmee tot CO2 reductie.

Elektriciteitscentrales, afvalverbrandingsinstallaties (AVI’s) en industrie zijn de belangrijkste leveranciers van restwarmte. Als restwarmte collectief wordt ingezet is een warmtenet de manier om het te verspreiden. Afnemers van restwarmte zijn met name utiliteitsbouw, woningbouw en glastuinbouw.

Warmte-Koude Opslag (WKO) wordt gebruikt om gebouwen te verwarmen en te koelen. Het is een breed begrip, waarbij verschillende vormen van ondergrondse energie-opwekking en energie-opslag worden aangeduid. In Nederland wordt WKO voornamelijk toegepast bij utiliteitsgebouwen, glastuinbouw, woningbouw en datacenters.

Grofweg bestaan twee typen WKO-systemen. Bij een zogenaamd open systeem wordt warmte opgewekt en opslagen m.b.v. grondwater in de aarde. Er wordt grondwater opgepompt (onttrekkingsbron) en na uitwisseling van de thermische energie wordt het water weer geïnfiltreerd (infiltratiebron). De tweede variant heet een gesloten systeem en dient puur ter opslag op warmte door de mens. Daarvoor wordt een vloeistof rondgepompt zonder in aanraking te komen met het grondwater. De opslag vindt plaats in een buizensysteem of buffer. Open en gesloten systemen variëren in capaciteit en efficiency. In het algemeen worden open systemen ingezet voor grootschalige toepassingen en zijn (daarmee) wat efficiënter.

In toenemende mate wordt biomassa ingezet voor de productie van hernieuwbare energie, in het bijzonder warmte. Deze toepassing wordt in belangrijke mate bevorderd met subsidieregelingen. Daarnaast zijn er steeds meer nieuwe toepassingen in de productie van bioplastics, in de cosmetische industrie enz.

Biomassa loopt uiteen van hout en hout/GFT- afval tot aan mest en dierlijke oliën en vetten. Voorbeelden:
- Kap van hout uit productiebossen
- Resten van bomen die achterblijven na het kappen/uitdunnen van bossen
- Afval- en reststromen die vrijkomen na industriële verwerking, zoals houtzaagsel
- Teelt van gewassen als rietsuiker, mais, oliepalmen, koolzaad en grassen als miscanthu
- Residuen van gewassen zoals stro en stengels die niet geschikt zijn voor voedselproductie
- Afval- en reststromen die vrijkomen na industriële verwerking na gebruik of consumptie van landbouwproducten (zuiveringsslib, GFT-afval, dierlijke mest, textiel)

Biomassa inzetten voor de opwekking van warmte, eventueel in combinatie met of dankzij de opwek van elektriciteit, kan op de volgende manieren:
1. Directe verbranding van biomassa: a. Warmte-kracht-koppeling (WKK) voor de opwek van warmte en elektriciteit; b. Ketels voor warmte- en/of stoomproductie t.b.v. warmte en/of elektriciteit; c. Houtkachels; d. Afvalverbrandingsinstallatie (AVI) – verbranding van biogene fractie van de afvalstroom
2. Vergisting van biomassa met productie van biogas: a. WKK met opwek van warmte en elektriciteit; b. Als brandstof in ketels voor warmte- en/of stoomproductie; c. Opwaarderen naar groen gas voor verdere verspreiding;
3. Vergassing van biomassa met als brandbaar product syngas;
4. Brandstof (denk aan houtpellets) voor elektriciteitscentrales door bij- en meestook, waarbij grootschalig elektriciteit wordt geproduceerd en waarbij gestreefd wordt om de restwarmte te benutten.

Biomassa kent dus een grote diversiteit aan energietoepassingen, waar houtkachels, pelletketel-cv´s, houtpelletketels, mestvergisters en wkk-installaties op basis van bio-olie een paar voorbeelden van zijn.

Energieopslag maakt het mogelijk om overtollige thermische energie te verzamelen voor later gebruik - uren, dagen of vele maanden later. Dit is een breed begrip, waarbij verschillende vormen en technieken van energieopslag worden aangeduid.

Het wordt beschouwd als een belangrijk middel voor het in evenwicht brengen van vraag en aanbod naar thermische energie, zowel op kleine schaal als op grote schaal in bijvoorbeeld een warmtenetwerk. In Nederland wordt het voornamelijk toegepast bij utiliteitsgebouwen, glastuinbouw, woningbouw en datacenters.

Voorbeelden waarom warmte wordt opgeslagen zijn:
- piekscheren: het opvangen van piekmomenten in energieverbruik en daarmee voorkomen van incidentele hoge en dure gasafnames. Bijvoorbeeld als gevolg van grote temperatuurverschillen tussen binnen en buiten.
- back-up, bijvoorbeeld in geval van uitval of onderhoud van hoofdverwarmingsinstallatie.
- seizoensgebonden gebruik van thermische energie, bijvoorbeeld verschil tussen zomer en winter.

De term “Thermische energieopslag” wordt vaak gebruikt in combinatie met termen als warmteopslag, warmtebuffer, bodemenergie, WKO (warmte koude opslag), HTO (hoge temperatuur opslag), seizoensgebonden energieopslagsysteem (STES) en ondiepe aardwarmte. Dit komt door het door elkaar gebruiken van termen voor de vele mogelijkheden van energiebronnen en opslagmedia.

De warmte kan worden opgewekt uit diverse bronnen, zoals WKK, zonne-energie, bodemwarmte, (ultra) diepe aardwarmte, restwarmte van industrie, warmte uit biomassa etc.

Opslagmedia voor thermische energie zijn onder andere: bovengrondse buffertanks, gesloten ondergrondse buizensystemen of buffers, en opslag door de aarde zelf in acquifers (watervoerende aardlagen) of ondergrondse gesteente die ie door de mens benut kan worden d.m.v. aardwarmte installaties.

Grofweg bestaan twee typen opslagsystemen voor ondergrondse opslag. Bij een zogenaamd open systeem wordt grondwater opgepompt (onttrekkingsbron) en na gebruik weer geïnfiltreerd (infiltratiebron). Het is een systeem waarbij warmte en koude wordt opgeslagen in een watervoerende laag in de bodem (acquifer). In deze laag worden grondwaterbronnen aangeboord. Het grondwater wordt opgepompt en in de zomer gebruikt om te koelen en in de winter om te verwarmen. Een warmtewisselaar zorgt voor de temperatuuroverdracht van het grondwater. Daarnaast wordt vrijwel altijd een warmtepomp ingezet om de temperatuur verder te verhogen voor het afgiftesysteem in het gebouw.

De tweede variant heet een gesloten systeem en dient puur ter opslag van reeds gegenereerde warmte. Daarvoor wordt een vloeistof rondgepompt zonder in aanraking te komen met het grondwater. De opslag vindt plaats in een buizensysteem of buffer.

Open en gesloten systemen variëren in capaciteit en efficiency. In het algemeen worden open systemen ingezet voor grootschalige toepassingen en zijn (daarmee) wat efficiënter.

Het voornaamste onderdeel van uw kasverwarming-installatie is de brander-ketelcombinatie. Niet alleen kunnen wij u adviseren bij aanschaf van een nieuwe ketel, ook hebben wij ruime expertise op het gebed van renoveren, aanpassen, uitbreiden en onderhoud van ketelhuizen. Bijvoorbeeld met het inpassen van een aardwarmte-installatie.

Een wkk-installatie kan een goede aanvulling zijn op uw ketel. Een Warmte-Kracht-Koppeling-installatie is een grote generator die energie en warmte genereerd. Mocht er meer warmte gegenereerd worden dan voor eigen gebruik nodig is, dan kan restwarmte kan worden opgeslagen in een buffertank en elektriciteit kan worden verkocht aan het elektriciteitsnet.

Tijdelijk te veel of te weinig capaciteit: warmteopslag
Om zo efficiënt mogelijk gebruik te maken van uw verwarmingssysteem is het noodzakelijk deze zo optimaal mogelijk te ontwerpen en te gebruiken. Het opvangen van over- en ondercapaciteit is daar een wezenlijk onderdeel van. Er zijn diverse methoden om daarmee om te gaan.
Zo kunt u gebruik maken van een buffertank: een opslagtank voor warm water, waarin te veel gegenereerde warmte wordt opgeslagen voor later gebruik. Dit kan zijn voor momenten wanneer de ketel en/of WKK geen warmte produceert door uitval of onderhoud, als het niet meer interessant is om elektra te maken of om piekmomenten in energieverbruik op te vangen.
Ook kan warmte opgeslagen kunnen worden in de grond (grondbuffer). De overcapaciteit kunt u ook via een warmtewisselaar leveren aan een andere partij of – in geval van elektra - aanbieden op de APX.
Indien er (tijdelijk) te weinig capaciteit is kan ook overwogen worden restwarmte in te kopen van biovergistingsinstallaties, energiecentrales, fabrieken, etc.

Optimale uitkoeling
Door de rookgassen van de WKK verder uit te koelen tot onder het dauwpunt wint u energie terug die normaal door de schoorsteen naar buiten zou verdwijnen. Dit kan door CV-systemen zo te schakelen dat ze in cascade staan of een extra rookgascondensor en warmtepomp te plaatsen.Ook is een mogelijkheid het uitkoelen van aangeleverde restwarmte van externe biovergistingsinstallaties of energie via common carrier systemen.

Kaskoeling en grondkoeling
In sommige gevallen is er sprake van gecombineerde kasverwarming en kaskoeling, bijvoorbeeld in de freesia- of alstroemeriateelt. De grond kan worden gekoeld met een koelmachine en de warmte kan worden afgevoerd via de sloot. Het is energie-efficiënter om deze warmte op te slaan en te benutten op een moment dat het wel nodig is.

CO2 en biogas
Broeikasgassen verminderen door gebruik van bio-energie.

Verwarmingssystemen
De verdeling van opgewekte en opgeslagen warmte over het kascomplex gaat via hoofdverdeelleidingen en groepsverdelers naar het type verwarming van uw keuze: buisrailverwarming, groeinet, sneeuwverwarming, gevelverwarming, tafelverwarming, hijsverwarming, monorailverwarming, luchtverwarming.

Energiebesparing

Een tuinbouwbedrijf is een constant in beweging, Goede monitoring en onderhoud zijn nodig voor het verzekeren van optimaal groeiklimaat en efficiënte bedrijfsvoering. Wij kunnen u ondersteunen met onder andere de volgende producten:

Onderhoud- en Veiligheidsprogramma

Interactief onderhoud- en veiligheidsprogramma voor de kasverwarming en CO2 installatie. De kweker kan zelf de tijd bepalen wanneer hij het onderhoud uitvoert en het desgewenst over het jaar uitsmeren. Handig i.v.m. CO2 doseren, stoken en teelt wisselen.

Het Nieuwe Stoken

De beste energiebesparing is de energie die u niet inkoopt. Dit levert direct euro's op. Dit kan door eenvoudige aanpassingen aan de installatie te doen die snel terug te verdienen zijn. Wij hebben een reeks onderhoud- en besparingsadviezen die vallen onder de nieuwe richtlijn "Het Nieuwe Stoken".