GEOTHERMIE IN VLAANDEREN Dr. David Lagrou, Geoloog, VITO

VITO, VISION ON TECHNOLOGY

» Een op Europees vlak toonaangevend, onafhankelijk onderzoeks- en adviescentrum; » op het gebied van cleantech en duurzame ontwikkeling; » werkt aan oplossingen voor een beter leefmilieu.

HOOFDKANTOOR: Boeretang 200, 2400 Mol, België Ook afdelingen in Geel, Berchem en binnenkort in Genk (ENERGYVILLE)

Geothermie 2

Meer duurzame industrie

Betere leefomgeving

Minder afhankelijk van fossiele brandstoffen

ONDERZOEK EN ONTWIKKELING VOOR EEN BETER LEEFMILIEU

Geothermie 3

GEOTHERMIE BIJ VITO

» VITO zet als onderzoeksinstelling volop in op hernieuwbare energie

» Focus van GEO-groep is GEOTHERMIE

» Energieverbruik: 50% van energiebehoefte is verwarming (koeling)

» Bronnen: restwarmte & geothermie » Verbruikers

» Naast warmte ook elektriciteit (co-generatie)

GEOTHERMIE:

Geothermie 4

WAT IS GEOTHERMISCHE ENERGIE? (1)

Temperatuur Diepte

Bron van de warmte: • Vorming van de aarde (“collisie

warmte”) • Vervorming en wrijving • Radioactief verval

Geothermische gradiënt: • Temp° toename met de diepte • In de Kempen: 30°C/km • Boring van 3 km: 3*30°C + 10°= 100°C

Geothermie 5

WAT IS GEOTHERMISCHE ENERGIE? (2)

Geothermie 6

https://www.vito.be/geoheatapp http://www.diepegeothermie.be

GEOTHERMISCH DOUBLET: DIEPE AQUIFERS

Geothermie 7

https://www.vito.be/geoheatapp

WAT DOEN WE MET DE WARMTE? (1)

» Warmtelevering via warmtenetten

Warmte ‘boven halen’ is een eerste stap. Maar wat doen we met de warmte?

Geothermie 8

Interessante warmtevragers • Bedrijventerreinen • Nieuwe verkavelingen • Residentiële wijken met een voldoende

hoge energie vraag • Grotere verbruikers

• Zwembaden • Glastuinbouw • Gevangenissen • Ziekenhuizen • Scholen • Verzorgingstehuizen • Collectieve appartementsblokken • Supermarkten • Winkels • …

WAT DOEN WE MET DE WARMTE? (2)

» Indien temp°en debiet hoog genoeg: Elektriciteitsproductie: weersonafhankelijk

Warmte ‘boven halen’ is een eerste stap. Maar wat doen we met de warmte?

Geothermie 9

Geothermie 10

Carboon kalksteen: • Dinantiaan kalksteen • Kolenkalk • Natuurlijke met water gevulde holtes

Bron: Berckmans & Vandenberghe, 1998

GEOTHERMISCHE DOUBLETTEN: WAAR IN BELGIË?

GEOHEAT-APP PROJECT

Partners

Financiële steun

Geothermie 11

GEOHEAT-APP PROJECT

» Interreg VL-NL: Antwerpen, BE & NL Limburg en Noord-Brabant » Geïdentificeerde noden

» Kennis op het vlak van geologie en techniek » Draagvlak bij stakeholders » Financiering

» Doelstellingen » Grensoverschrijdende kartering van geothermische targets » Energieconcept voor de 5 gevalstudies

» Focus op woningen, kantoren, publieke gebouwen, industrie » Kosten- en businessmodel voor de 5 gevalstudies » Overleg met betrokken administraties, bouwheren

» Regelgeving en mogelijk ondersteuning van demonstratieprojecten » Kennisuitwisseling

» Resultaten publiek toegankelijk maken » Klankbordgroep » Databank Ondergrond Vlaanderen, ThermoGIS

Algemene economische haalbaarheid van intermediaire en diepe geothermie voor het verduurzamen van de warmtevraag bij bouw- en renovatieprojecten

Geothermie 12

GEOHEAT-APP PROJECT

Geothermie 13

GEOHEAT-APP PROJECT

GEOHEAT APP kaart Kolenkalk in Antwerpen, BE en NL Limburg & Noord-Brabant

14

GEOHEAT-APP PROJECT

METHODE » >25°C » Dikte (in m) » Permeabiliteit (in Darcy = D) Transmisiviteit: D.m POTENTIEELKLASSEN » < 2 Darcy.m = LAAG » > 2 en <10 Darcy.m MIDDEN » >10 Darcy.m= HOOG

Onderzoeksproject: GEOHEAT APP: Economische haalbaarheid intermediaire en diepe geothermie Vl-Ned Interreg project, 2013-2014 VITO, Grontmij NL & TNO

Geothermie 15

Krijt Trias

Westfaliaan Dinantiaan

GEOHEAT-APP PROJECT

16

GEOHEAT-APP PROJECT

Als eindconclusies kan gesteld worden dat er in het studiegebied potentieel is voor geothermie, maar dat er een goede afstemming moet zijn tussen de ondergrond en de bovengrond, m.a.w. een gunstige geothermische bron moet worden gecombineerd met een voldoende grote warmtevraag, zowel in capaciteit als in bedrijfsuren. Enkel op die manier kan een economisch rendabel project worden gerealiseerd.

Resultaten (zie brochure)

Geothermie 17

GEOTHERMIE 2020

» Diepe geothermie is een lokale energiebron met potentieel in de Kempen » Met een potentieel van meer dan 1 GW warmte » En ca. 400 MW elektrisch

Uitgangspunten

Partners

Financiering

GEOTHERMIE 2020

» Technologische uitdagingen » Ondergrond » Boringen » Inpassing warmte en elektriciteit

» Maatschappelijk draagvlak » Aanleggen warmtenetten » Collectief versus individueel » Locaties en ruimtelijke ordening

» Regelgeving (eigendomsrecht, EPB, …) » Vergunningen (MER, milieu, levering, …) » Vergunningsvoorwaarden (peilputten, …) » Risico’s » Financiering

Voorwaarden voor de uitrol van diepe geothermie in de Kempen

GEOTHERMIE 2020

GEOTHERMIE 2020

Geothermie 20

GEOTHERMIE 2020

» Diepe geothermie heeft een potentieel in Vlaanderen

» Het kan leiden tot een constante energieprijs

» Het kan zorgen voor een vermindering van de import van energie

» Het is een alternatief voor het duurzaam verwarmen van gebouwen

» Het kan leiden tot het versterken van de lokale economie

» De ontwikkeling van diepe geothermie kan niet op zich staan

» Uitrol van warmtenetten » Aangepaste ruimtelijke ordening » Geïntegreerd beleid

Resultaten (zie brochure)

Geothermie 21

GEMETEN TEMPERATUREN

60°C

1.350 m

72°C

1.760 m

103°C

2.238 m

1.490 m (TVD)

67°C74°C @production

TD: 1.560 m

TD: 1.643 m (TVD)

TD: 2.780 m

TD: 1.761 m

aver. temp. @34°C/km

Loenhout Poederlee Merksplas Turnhout

PROEFPROJECT GEOTHERMIE: BALMATT

VITO ontwikkelt proefproject BALMATT: co-generatie warmte en elektriciteit

Geothermie 24

BALMATT-PROJECT

» Reservoir op een diepte van 2.800 (-3150m) – 3.800 m

» Temperatuur: ca. 120°C » Tot 5 boringen » 130 – 165 kg/s » Elektriciteitsproductie » Warmtelevering op hoge en lage

temperatuur

Basisgegevens

BALMATT-PROJECT

DIEPE GEOTHERMIE BALMATT

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

BALMATT-project Voorstudie Seismische campagne Geologische studie Haalbaarheidsstudie Vergunningen 1e financieringsronde Projectevaluatie Lokaal draagvlak 2e financieringsronde Voorbereiding werken Boring MOL-GT-01

Projectuitvoering

PROEFPROJECT BALMATT: HOE DIEP MOETEN WE BOREN?

- 3150 m

- 3500 m

- 920 m

Zand, silt, klei

krijt, mergel

Steenkoolhoudend: zandsteen, schiefer, steenkool

Carboon: Kalksteen, dolomiet

https://www.vito.be/geoheatapp

Geothermie 28

VERKENNING VAN DE ONDERGROND: BORINGEN

Boringen >500m

» Exploratie boringen (steenkool, gasopslag) » Ondergrondse gasopslag in Loenhout » Geothermisch boringen: Turnhout (1952) & Merksplas (1983)

Boring: directe methode

Geothermie 29

HET BOORPROCES

Geothermie 30

hijsen

Roteren

bloedsomloop van de boring

http://science.howstuffworks.com

HOE BOREN WE?

1 2

Californië Wijnen Geothermie, Grubbenvorst

3 4 5

www.wvsoro.org

Drill well section Run casing Cement Drill next section Run casing, cement, …

Geothermie 31

Geothermie 32

PUTONTWERP VAN EEN BORING: TELESCOPISCH

» Gedurende het boren & open put boorgatmetingen (voor casing) » Puttesten: oppompen van water uit put

» Wateranalyses » Analyse debiet en druk in de put

GEGEVENS VERZAMELEN & PUTTESTEN

Californië Wijnen Geothermie, Grubbenvorst stromingseigenschappen van reservoir

Geologisch model

Geothermie 33

BALMATT PROJECT

Geothermie 34

BALMATT-PROJECT: LAY-OUT VAN DE BORINGEN

Gedevieerd boren

» 1500m afstand tussen boringen op reservoirniveau

» Invloed op de temperatuur » Invloed op de druk

» Hoe veranderen P en T° in de tijd? » Beperkingen in drukverandering » Concept: 5 boringen » Geboord van zelfde boorplatform:

afstand aan oppervlakte < 10 m

» Huidige layout gebaseerd op 35 j. simulatie » Zal geëvaluateerd & aangepast worden

na eerste (2de) boring(en) en testen

Geothermie 35

BALMATT PROJECT: TIJDSLIJN

» Eerste boring is gestart op 14 sep. 2015 » Duur ongeveer 3 (5?) maanden » Data analyse (geologie & puttesten) nodig voor:

» Go/No go » Evaluatie van de modellen » Update of lay-out voor toekomstige boring » Input voor ontwerp van oppervlakte-installatie

(e.g. debiet, temperatuur, chemie)

VITO-GEO: ANDERE PROJECTEN IN VLAANDEREN

Energyville – Genk, Thor site

VERKENNING VAN DE ONDERGROND: SEISMISCH ONDERZOEK

» Op zoek naar steenkool » Ondergrondse gasopslag

Seismische campagnes: indirecte methode

SEISMISCH ONDERZOEK

Geothermie 39

Geothermie 40

SEISMISCH ONDERZOEK

T: Tijd (s) A: Afstand (m) V: Snelheid (m/s) V = A / T T x V = A s * m/s = m Referentieboring geeft ons de relatie tussen tijd en diepte: 2 s * 1000 m/s = 2000 m diepte

SEISMISCHE ONDERZOEK

Geothermie 41

VITO-GEO: ANDERE PROJECTEN IN VLAANDEREN

Janssen Pharmaceutica – Beerse

GEOTHERMIE BIJ VITO

» GEOTHERMIE in Vlaanderen - www.vito.be/geothermie » Beknopte wegwijzer geothermie in België, 2012 (VITO, E. De Boever, D. Lagrou & B.

Laenen) » GEO-HEAT APP: Interreg Vl-Ned.: 2013-2014: brochure - (project leiding D. Lagrou) » GEOTHERMIE 2020: EFRO-project (VITO, IOKO,VOKA-Kempen) – brochure (project leiding B.

Laenen) » LINKS

» geothermie@vito.be » www.diepegeothermie.be » www.vito.be/geothermie » Facebook: https://www.facebook.com/balmattsite

» GEOLOGIE van Vlaanderen: » Geologie van de Kempen (Wouter en Vandenberghe, 1994, NIRAS), 208 p. » Geologie van Vlaanderen, BORREMANS M. (eds.). Gents Genootschap van Geologen.

Academia Press, 502 p. ISBN 978 90 382 2433 6.

Geothermie 44

VRAGEN?

» Ben Laenen – onderzoeksleider (ben.laenen@vito.be) +32 14 33 56 38 » David Lagrou (david.lagrou@vito.be) – onderzoeker +32 14 33 56 47 » Stijn Bos (stijn.bos@vito.be) – onderzoeker +32 14 33 59 27 » Erik De Schutter (erik.deschutter@vito.be) – Business Development Manager +32 14 33 59 59

Geothermie 45