Aardwarmte
Geothermische energie is een relatief weinig gebruikte vorm van energie, niettemin kan deze vorm wereldwijd de CO2-uitstoot en het tomeloze gebruik van fossiele brandstoffen helpen reduceren.
Ontstaan
Hoewel een klein deel van de warmte in de aardkern afkomstig is van de vrijgekomen warmte bij het ontstaan van de aarde, komt het overgrote deel vrij uit het natuurlijk verval van radioactieve materialen.Aardwarmte wordt onderscheiden in vindplaatsen met hoge temperatuur (hoge enthalpie) en lage temperatuur (lage enthalpie). Aardwarmte met lage enthalpie kan worden teruggevonden in niet-vulkanische gebieden.
Aardwarmte wordt al meer dan 10.000 jaar gebruikt. Onze beschavingen hebben vermoedelijk geothermisch verwarmd water gebruikt om te koken, te baden en te verwarmen. Voorbeelden uit de oudheid zijn de thermen uit de Romeinse tijd, het Middeleeuwse China en de Ottomanen. In Chaudes-Aigues in centraal Frankrijk bevindt zich het eerste historische geothermische stadsverwarmingsnet waarvan het begin tot in de 14e eeuw teruggaat.
In Italie werd in Larderello al in 1905 electriciteit opgewekt met behulp van aardwarmte. Destijds voedde de centrale slechts vijf gloeilampen, tegenwoordig staat in Larderello één van de grootste geothermische elektriciteitscentrales.
Methoden om aardwarmte te winnen
Bij de winning van aardwarmte is er onderscheid gemaakt in drie systemen:► Hydrothermale systemen: in de ondergrond voorhanden warm water circuleert tussen twee bronnen door natuurlijke waterhoudende grondlagen
► Petrothermale systemen: ook wel Hot-Dry-Rock-systemen genoemd: in een droge bodem worden kunstmatig spleten en kloven gemaakt, waarin water water wordt gepompt wat vervolgens tussen twee bronnen circuleert.
► Diepe aardewarmtesondes: Het warmtedragend medium (dit kan water zijn, of anderszins) circuleert in een gesloten circulatie in een boring in een U-bocht.
De uiteindelijk toegepaste methode is afhankelijk van de lokale situatie en benodigde temperatuur. Bij de winning van aardwarmte dient rekening te worden gehouden dat de onttrokken energie door de aarde weer wordt aangevuld. De aardwarmte in de korst wordt slechts langzaam aangevuld met energie uit de kern van de aarde.
Toepassingen van geothermische energie
De toepassing van aardwarmte zijn legio en met name in vulkanische gebieden wordt deze vorm van energie benut. De toepassing uit het verleden vindt men ook nu nog steeds terug, maar meer en meer komt de toepassing van aardwarmte voor de opwekking van elektriciteit naar voren.In veel gevallen kan aardwarmte eenvoudig gebruikt worden voor de verwarming van huizen en thermische baden. In Lund, Zweden wordt een derde van de stadsverwarming gehaald uit de warmte van het waterhoudend zandsteen onder de stad.
Op dit moment wordt de mogelijkheid onderzocht of thermische energie gebruikt kan worden voor de verwarming van de glastuinbouw. De benodigde temperatuur in de aardkorst voor de verwarming is relatief laag en kan eenvoudig worden gewonnen door de warmte op te pompen met behulp van een warmtepomp.
Andere toepassingen zijn het gebruik van warmte opgeslagen in de ondergrond voor het ijsvrij houden van het wegdek en bruggen gedurende de wintermaanden. Om dit te realiseren installeert men een warmtepomp welke zomers warmte opgevangen in het wegdek in de aarde pompt om deze vervolgens gedurende de wintermaanden weer te gebruiken.
Een andere toepassing is de koeling van gebouwen. Hierbij wordt het water op de temperatuur van de ondergrond gebracht waarna het gebruik kan worden om gebouwen af te koelen. Deze natuurlijke koeling kan in theorie vele miljoenen airconditioners vervangen.
Electriciteit opgewekt uit aardwarmte
De toepassing van geothermische elektriciteitscentrales is nog steeds groeiende. Op dit moment wordt elektriciteit vooral opgewekt in gebieden met hoge temperaturen onder de aardkorst. Hierbij wordt water uit de grond gepompt welke vervolgens gebruikt worden om turbines aan te drijven. Via een ander boorgat wordt het gebruikte water vervolgens weer de aarde ingepompt. Het is van groot belang om het water te hergebruiken omdat het water van geothermische bronnen veel zout bevat kan het niet op het oppervlakte water geloosd worden.IJsland is (per hoofd van de bevolking) koploper in het gebruik van geothermische energie voor de opwekking van elektriciteit.
