Ondergrondse warmtebatterij moet Utrecht Science Park minder afhankelijk maken van gas

De Universiteit van Utrecht onderzoekt bij het Science Park in de stad of daar een ondergrondse warmtebatterij geplaatst kan worden om de warmte uit de zomer op te slaan, zodat deze in de winter gebruikt kan worden. Afgelopen zomer is er een monitoringsput aangelegd die uitsluitsel moet geven of de bodem geschikt is. De onderzoekers denken dat de CO2-uitstoot bij het Science Park met 50 procent verminderd kan worden.

Het onderzoek bij het Utrecht Science Park (USP) is onderdeel van ACCEL-UTES (Acceleration of Underground Thermal Energy Storage), een demonstratieproject met als doel het realiseren van een geologische hogetemperatuuropslaglocatie (“warmtebatterij”) onder het USP en binnen de regio Oost-Utrecht. Naast de faculteit Geowetenschappen doen ook TNO, ingenieursbureau IF Technology aan het onderzoek mee.

De techniek die uiteindelijk gebruikt moet gaan worden heet High Temperature Aquifer Thermal Energy Storage, ofwel HT-ATES. Bij deze techniek wordt het overschot aan hernieuwbare elektrische energie afkomstig van een zonnepanelenpark in de zomer, gebruikt om water te verwarmen en dit ondergronds op te slaan in aquifers (met water gevulde poreuze en permeabele gesteentelagen).

Tijdens kan dat warme water dan omhoog worden gehaald om gebruikt te worden voor duurzame warmte voor gebouwen. De onderzoekers zijn het erover eens dat de grond in Utrecht bij het Science Park geschikt is. Dit academisch jaar zullen er boorwerkzaamheden en tests bij de opslaglocatie worden uitgevoerd.

Analyse met scherper beeld

Om echt goed vast te kunnen stellen of de techniek in de grond kan worden toegepast zijn nieuwe onderzoeksmethoden nodig om de ondergrond te kunnen voorspellen. Hoogleraar tektoniek Liviu Matenco geeft tegenover de Universteit Utrecht aan dat de ondergrond bij het Science Park nooit eerder zo gedetailleerd in kaart is gebracht, in tegenstelling tot Nederlandse olie- en gaslocaties.

Om een beter beeld te krijgen van de ondergrond zijn diverse gecontroleerde geluidsgolven de grond ingestuurd. Zogeheten geofonen, speciale microfoons, pikten die op en dat werd vertaald in een gedetailleerd beeld van de ondergrond bij het Science Park. Een vergelijkbare techniek bestaat al, genaamd medische echografie. Bij deze nieuwe techniek zijn de beelden echter in een veel hogere resolutie verwerkt. Hierdoor konden de onderzoekers een veel beter beeld schetsen van het ondergrondse netwerk. Een analyse van dat scherpere beeld gaf aan dat de grond naar de hoogste waarschijnlijkheid geschikt is voor de HT-ATES techniek.

De techniek HT-ATES is overigens niet nieuw, maar de toepassing ervan bij het Utrecht Science Park is wel interessant. Een gebruikelijke warmte-koudeopslag (WKO) slaat warmte normaal gesproken altijd op met lagere temperaturen dan 90 graden. HT-ATES maakt dat wel mogelijk als alles lukt.

Die warmte kan bijvoorbeeld worden geproduceerd met overtollige hernieuwbare elektriciteit op momenten dat er veel duurzame stroom beschikbaar is. Door de warmte vervolgens maandenlang in watervoerende aardlagen op te slaan, kan deze in de winter worden benut, wanneer de warmtevraag juist hoog is. Daarmee onderzoekt de Universiteit Utrecht hoe ondergrondse warmteopslag kan bijdragen aan het beter benutten van duurzame elektriciteit en het overbruggen van het seizoensverschil tussen energieaanbod en warmtevraag.

Geen grootschalige renovatie nodig

Jan-Diederik van Wees, hoogleraar Geothermische Exploratie en via TNO hoofdonderzoeker van het project vertelt aan de Universiteit Utrecht dat hoogtemperatuur-energieopslag bij het Science Park van belang is om de volgende duurzaamheidsredenen: het zal de afhankelijkheid van gas drastisch naar beneden brengen en ook een belangrijke bijdrage leveren aan de overige duurzaamheidsambities. Bij bestaande gebouwen zijn de verwarmingssystemen zo ontworpen en geïnstalleerd waarbij verwarming met heet water al de norm was. Daardoor zal er dus geen grootschalige renovatie nodig zijn om het systeem in werking te laten treden.

De Utrechtse bodem is ook volgens de onderzoekers ook interessant vanuit puur wetenschappelijk oogpunt. Er liggen daar namelijk oude geologische breuklijnen die een oude delta beïnvloeden die daar ooit is gevormd. Dit is relevant omdat die bevindingen in kaart zijn gebracht, waardoor de bouw, exploitatie en continue monitoring van HT-ATES van nut zijn voor toekomstige onderzoekers en studenten geo- en energiewetenschappen. Zij hebben directe toegang tot data, nieuwe methodologieën en operationele ervaring.