Geothermie is een duurzame manier om warmte uit de aarde te benutten. Je kunt deze techniek inzetten voor woningen, kantoren, bedrijfshallen en andere gebouwen. Zo verminder je het gebruik van aardgas en werk je aan een lagere CO₂-uitstoot.
De term geothermie wordt vaak breed gebruikt. Bij diepe geothermie haal je warmte uit diepe aardlagen. Bodemenergie gebruikt de vrij constante temperatuur van ondiepe bodemlagen. Een warmtepomp of warmtewisselaar draagt deze warmte over aan het verwarmingssysteem van je gebouw.
Of geothermie geschikt is, hangt af van de bodemopbouw, je warmtevraag en het afgiftesysteem. Ook de beschikbare ruimte en de geldende vergunningen spelen een rol. De CO₂-besparing hangt daarnaast af van het stroomverbruik van de warmtepomp en de gebruikte elektriciteitsmix.
In dit artikel lees je eerst hoe een geothermisch systeem werkt. Daarna bespreken we de mogelijkheden voor woningen en bedrijfspanden. Tot slot komen de kosten, het rendement en de duurzaamheid aan bod.
Wat is geothermie en hoe werkt het?
Geothermie gebruikt warmte uit de aarde. Die warmte ontstaat door de vorming van de aarde en natuurlijke radioactieve processen in de aardkorst. In Nederland loopt de temperatuur meestal op naarmate je dieper boort.
Je kunt geothermie verdelen in diepe geothermie en ondiepe bodemenergie. De techniek en het toepassingsgebied verschillen per systeem. De bodemgesteldheid, de warmtevraag en de beschikbare ruimte bepalen welke oplossing past.
Warmte uit de bodem en diepe aardlagen
Bij diepe geothermie wordt warm grondwater uit diepe aardlagen opgepompt. Dit water kan tientallen tot duizenden meters diep zitten. Via een warmtewisselaar geeft het zijn warmte af aan een warmtenet of een gebouwinstallatie.
Deze vorm zie je vooral bij collectieve warmtenetten, glastuinbouw en grote warmteprojecten. De temperatuur van het water bepaalt welke toepassing mogelijk is. Na de warmteoverdracht wordt het afgekoelde water vaak teruggebracht in dezelfde aardlaag.
Ondiepe bodemenergie werkt op kleinere diepte. In een gesloten bodemenergiesysteem stroomt een vloeistof door leidingen in de bodem. De vloeistof neemt warmte op of geeft warmte af, zonder dat grondwater wordt opgepompt.
Een open bodemenergiesysteem gebruikt wel grondwater. Het water wordt opgepompt, langs een warmtewisselaar geleid en na de warmte-uitwisseling teruggebracht in de bodem. Dit systeem staat bekend als warmte-koudeopslag, oftewel WKO.
De werking van een geothermisch verwarmingssysteem
Een geothermische warmtepomp haalt warmte uit een bodemlus of grondwaterbron. De warmtepomp verhoogt de temperatuur met behulp van elektriciteit. De warmte gaat daarna naar vloerverwarming, lagetemperatuurverwarming, geschikte radiatoren of een centrale gebouwinstallatie.
- Een bodemlus of bron neemt warmte op uit de bodem.
- De warmtepomp verhoogt de temperatuur van deze warmte.
- Het afgiftesysteem verspreidt de warmte door de woning of het gebouw.
Bij diepe geothermie kan warm water via een warmtewisselaar direct warmte leveren. De juiste keuze hangt af van de watertemperatuur en het ontwerp van de installatie.
Het rendement wordt vaak beoordeeld met de seizoensprestatie. Een warmtepomp kan meerdere eenheden warmte leveren per eenheid elektriciteit. De prestatie verschilt door de bodemtemperatuur, de gewenste aanvoertemperatuur, het onderhoud en het ontwerp.
Geothermie voor verwarming en koeling
Bodemenergie kan je in de winter gebruiken voor verwarming en in de zomer voor koeling. In warme maanden voert het systeem warmte uit het gebouw af naar de bodem. Bij passieve koeling draait de compressor weinig of niet. Actieve koeling gebruikt wel de warmtepomp.
De bodem levert in de winter warmte en kan in de zomer warmte opslaan. Een goede balans tussen verwarmen en koelen helpt de bodemtemperatuur stabiel te houden. Dit ondersteunt een constante werking van het systeem over langere tijd.
De aanleg van open systemen en diepe geothermie wordt in Nederland beïnvloed door provinciaal en gemeentelijk beleid. Grondwaterbescherming en vergunningseisen spelen een belangrijke rol. Voor bepaalde gesloten bodemenergiesystemen geldt een meldings- of vergunningplicht.
Geothermie voor woningen: mogelijkheden en aandachtspunten
Voor een individuele woning betekent geothermie meestal geen eigen diepe aardwarmtebron. Je gebruikt meestal een bodemgekoppelde warmtepomp. Een diepe boring past vooral bij collectieve projecten met meerdere gebouwen of een warmtenet.
Bij woningen zijn drie systemen mogelijk:
- Een gesloten verticale bodemlus met leidingen die diep in de bodem liggen.
- Een horizontale bodemcollector waarvoor veel grondoppervlak nodig is.
- Een open systeem dat grondwater gebruikt en vooral geschikt is voor grotere projecten met geschikte grondwaterlagen.
De bodemgekoppelde warmtepomp haalt warmte uit de grond. De installatie verhoogt deze temperatuur tot een bruikbaar niveau voor je woning. Het systeem werkt het efficiëntst met lage watertemperaturen. Vloerverwarming, wandverwarming en geschikte lage-temperatuurradiatoren passen hier goed bij.
Isolatie heeft veel invloed op het energiegebruik. Een goed geïsoleerde woning verliest minder warmte. Je hebt dan vaak een kleinere warmtepomp nodig en gebruikt meestal minder elektriciteit.
Laat het dak, de gevel en de vloer controleren. Isolerende beglazing, goede kierdichting en passende ventilatie zijn belangrijk. Controleer ook de bestaande radiatoren en de totale warmtebehoefte. Een woning die alleen met hoge watertemperaturen warm blijft, vraagt soms eerst om aanpassingen aan de isolatie of het afgiftesysteem.
Let op de ruimte voor de technische installatie en de plaats van de bron. Controleer het geluid van de warmtepomp, de bereikbaarheid voor onderhoud en de capaciteit van je elektrische aansluiting. Een warmtepomp gebruikt stroom. Zonnepanelen kunnen het gebruik van zelf opgewekte elektriciteit vergroten, al vallen zonnestroom en de grootste warmtevraag niet altijd op hetzelfde moment.
Vooraf zijn een bodemonderzoek, een warmteverliesberekening en een technisch ontwerp nodig. Laat nagaan of de bodem geschikt is en of de boring of installatie voldoet aan de Nederlandse regels. Voor actuele steun kijk je bij de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland en bij je gemeente of provincie. De ISDE-regeling kan relevant zijn voor particuliere warmtepompen; voorwaarden en bedragen kunnen wijzigen.
Geothermie voor bedrijfspanden en grotere gebouwen
Bedrijfspanden hebben vaak een grotere en stabielere warmtevraag dan woningen. Daardoor kunnen bodemenergiesystemen, WKO-installaties en collectieve geothermieprojecten technisch en financieel interessant zijn. Je kijkt daarbij naar het gebouw, de installatie en het bedrijfsproces als één geheel.
Geschikte toepassingen voor kantoren en bedrijfshallen
Geothermie past bij kantoren, scholen, zorggebouwen en hotels. Je kunt de warmte gebruiken voor ruimteverwarming en tapwater. Bij een passend temperatuurniveau is toepassing voor proceswarmte mogelijk.
In distributiecentra, productiebedrijven en bedrijfshallen verschilt de warmtevraag sterk per gebouw. Glastuinbouw vraagt vaak langdurig warmte. Geothermie kan daar een vaste bron vormen voor kasverwarming.
Kantoren vragen in veel maanden tegelijk om verwarming en koeling. Met een WKO-systeem sla je warmte en koude op in verschillende bodemlagen. In de winter gebruik je opgeslagen warmte. In de zomer benut je de koude bron voor klimaatregeling.
Een goede afstemming tussen bronnen, gebouw en klimaatinstallatie is belangrijk. Je brengt daarom bedrijfsuren, piekbelasting, koellast, tapwater en toekomstige uitbreidingen vooraf in kaart.
Open en gesloten bodemenergiesystemen
Bij een open systeem pomp je grondwater op uit een bron. Via een warmtewisselaar gebruik je de energie voor verwarming of koeling. Het water stroomt daarna via een andere bron terug de bodem in. Deze bronnen heten vaak de warme en koude bron.
Een gesloten systeem werkt met bodemlussen. Een vloeistof stroomt door leidingen en neemt warmte uit de bodem op of geeft warmte af. Je bent minder afhankelijk van een geschikte grondwaterlaag, maar je hebt voldoende ruimte en een passend boorontwerp nodig.
Let bij een gesloten systeem op de warmtebalans in de bodem. Een gebouw dat vooral warmte onttrekt, kan de bodem op termijn afkoelen. De bron moet passen bij het gebruik, de bodemopbouw en de geplande bedrijfsduur.
Diepe geothermie maakt bij bedrijfspanden meestal deel uit van een collectief systeem. De gewonnen aardwarmte gaat via een warmtenet naar meerdere afnemers. De haalbaarheid hangt af van de diepte, temperatuur, broncapaciteit, afstand tot afnemers en warmtevraag door het jaar heen.
Vergunningen en bodemregels verdienen vroeg aandacht. Denk aan grondwaterbescherming, bodemkwaliteit, bronafstand en mogelijke interferentie met andere systemen. Bij grotere projecten stem je af met de gemeente, provincie, het waterschap en de netbeheerder.
Combinatie met andere duurzame technieken
Je kunt geothermie verbinden met zonnepanelen, een lucht-waterwarmtepomp of warmte-koudeopslag. Warmteterugwinning uit ventilatie en industriële restwarmte kan de benodigde broncapaciteit verlagen.
- Zonnepanelen kunnen elektriciteit leveren voor pompen en warmtepompen.
- Warmteterugwinning benut warmte uit ventilatielucht of productieprocessen.
- Een elektrische piekvoorziening kan extra vermogen leveren bij hoge vraag.
- Een aanvullende gasketel kan tijdelijk nodig zijn tijdens zeer koude perioden.
Voor zakelijke projecten kunnen de Energie-investeringsaftrek en de SDE++-regeling relevant zijn. Dat hangt af van de techniek, projectomvang en actuele voorwaarden. Controleer de eisen bij de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland voordat je een investering plant.
Kosten, rendement en duurzaamheid van geothermie
De investering in geothermie of bodemenergie bestaat uit meerdere onderdelen. Denk aan bodemonderzoek, ontwerp, vergunningen en boringen. Ook de broninstallatie, warmtepomp, warmtewisselaar, regeltechniek en het afgiftesysteem tellen mee. Verder kunnen een nieuwe elektrische aansluiting en aanpassingen aan isolatie of ventilatie nodig zijn.
De kosten verschillen sterk per project. Het type systeem, de boordiepte en de bodemgesteldheid spelen een belangrijke rol. Ook de grootte van het gebouw, de warmtevraag, de capaciteit, de afstand tot een warmtenet en een eventuele piekvoorziening bepalen de prijs. Laat daarom een haalbaarheidsstudie uitvoeren met een warmteverliesberekening, bodemonderzoek en een totale kostenanalyse over de levensduur.
Het rendement gaat verder dan de financiële terugverdientijd. Kijk ook naar het seizoensrendement van de warmtepomp, het aandeel hernieuwbare warmte, het lagere aardgasgebruik, de onderhoudskosten en de levensduur van de bron. Een bodemgekoppelde warmtepomp heeft meestal een stabielere bron dan een lucht-waterwarmtepomp. De bodemtemperatuur wisselt minder sterk, waardoor de prestaties vooral in koude perioden gunstig kunnen zijn.
Een lage aanvoertemperatuur, goede isolatie, passende warmteafgifte en een slimme regeling beperken het elektriciteitsverbruik. De CO₂-besparing hangt af van de bespaarde hoeveelheid aardgas, het stroomverbruik en de herkomst van de elektriciteit. Voor woningen kan de ISDE van belang zijn. Zakelijke projecten komen mogelijk in aanmerking voor de EIA of SDE++, afhankelijk van de actuele eisen. Vergelijk geothermie altijd met opties zoals een lucht-waterwarmtepomp, warmtenet, restwarmte, aquathermie of een hybride systeem. Geothermie is vooral interessant bij een stabiele warmtevraag, een geschikte bodem en een gebouw dat efficiënt met lage temperaturen kan worden verwarmd.
