AARDWARMTE: Lonkend perspectief!

Woensdag 26-6 heb ik een hoorzitting / rondetafelgesprek (VERSLAG) bijgewoond over aardwarmte (of geothermie), georganiseerd voor leden van de Tweede Kamer. :-) Specialisten uit "het veld" kwamen ervaringen, inzichten en technieken delen en daar kwam een zeer positief beeld uit naar voren!

Hoewel je geneigd zou zijn om bij aardwarmte vooral aan landen zoals IJsland, Filipijnen e.d. met veel vulkanisme te denken is er in Nederland - verrassend genoeg - een zeer hoog potentieel. In theorie zou op de lange termijn de totale Nederlandse energievraag ermee gedekt kunnen worden! Of dat ook doelmatig en betaalbaar is, zal nog moeten blijken.

Bij aardwarmte moet je al meteen onderscheid maken tussen (relatief) lage temperatuur warmte en hoge temperatuur warmte. De laatste wordt benut voor het opwekken van elektriciteit. Er is - in Nederland - nog geen ervaring mee want dit vereist zeer diepe en dus zeer kostbare boringen. TransMark heeft wèl een concessie ("Friesland", inclusief puntje Noordoostpolder) voor ultradiepe geothermie. Tijdens deze sessie is daar niet specifiek op ingegaan. De literatuur vermeldt dat er dan geboord wordt naar "Hot Dry Rock" en dat onder gunstige omstandigheden met temperaturen van > 220° C stoom wordt verkregen, waarbij pompen niet meer nodig zou zijn en elektriciteit met een goed rendement wordt opgewekt. Maar in Nederland zul je dan mogelijk wel 6 of 7 KM diep moeten boren! Exorbitant kostbaar, nu nog...

Zoals de naam, HDR al aangeeft; het gaat hier om droge aardlagen waarbij de warmtetransmissie direct van steen op transmissievloeistof plaats vindt. Dat is meteen een belangrijk verschil met aardwarmte van lage temperaturen. Daarbij wordt specifiek geboord naar poreuze aardlagen die waterhoudend zijn. Die zitten minder diep en - prettig voor brede acceptatie - het zijn poreuze lagen die dus geen extra "Fracking" behoeven. HDR vereist wel "fracking" maar in veel gevallen zal enkel waterinjectie daarvoor voldoende zijn.

Even een voetnoot: Omdat de boringen voor aardwarmte naar waterhoudende aardlagen gaan (dan wel naar HDR) zal er geen grote lekkage van Methaangas plaatsvinden, dit in tegenstelling tot boren naar schaliegas. Daar Methaan in de eerste 20 jaar maar liefst 75 keer sterker opwarmt als CO² is dat niet onbelangrijk!

Een ander belangrijk aspect wat ter sprake kwam: de voorsprong die Nederland heeft... sedert de 60er jaren is er in Nederland (voor zo'n 50 miljard) geboord en seismisch getest en tot dik 2 KM is er een vrijwel compleet en zeer gedetailleerd beeld van de ondergrond... en dat is publiek goed waardoor iedereen z'n kansen in kan schatten en benutten. Een aardgas erfenis, zeg maar. Boor je véél dieper dan is dat "beeld" minder gedetailleerd, waardoor het risico op een "misser" toeneemt, juist bij de duurste boorprojecten!

De sprekers waren vrij unaniem: we kunnen (en moeten) inzetten - vooralsnog - op "laagwaardige" aardwarmte. Laagwaardige aardwarmte leent zich prima voor verwarming, soms ook voor bedrijfsprocessen - denk aan drogen bvb - en dat maakt qua energiegebruik ongeveer 1/3 uit van het totaal voor Nederland. Het is technisch mogelijk om van de warmtevraag in 2020 met aardwarmte al 50% duurzaam te maken. (In theorie zou aardwarmte dus de 16% duurzame energie norm alleen kunnen vervullen) Maar dat vereist dan wel een grote groei en veel faciliteren van de overheid. De vergelijking met de aanleg van het aardgasnet werd gemaakt. Men meende te moeten beginnen met de uitrol bij reeds bestaande warmtenetten. Maar daar die ook nu al in veel gevallen op bvb restwarmte werken lijkt me daar niet veel "winst" te halen. Beginnen bij winkelcentra, grote kantoorgebouwen, (tropische-)zwembaden, kassen, fabriekshallen, zieken- en bejaardentehuizen... kortom de grootste warmte"consumenten" lijkt me.

In tegenstelling tot aardgas, olie, schaliegas, kolengas etc. komen waterdragende lagen met een geschikte temperatuur onder geheel Nederland voor, zie deze kaart met temperaturen op 2 KM diepte! Een aardwarmtebron aanboren is véél goedkoper dan bvb schaliegas!

Temperatuur op 2000 meter diepte  © TNO-NITG

Technisch bestaat de mogelijkheid aardwarmte vanaf zo'n 60°(!) C al in elektriciteit om te zetten, in z.g. Binary Cycle power plants. Deze hebben echter een laag rendement: zo'n 15% of zo.

In het recente verleden is er wel gespeculeerd op het mogelijk combineren van schaliegasboringen met aardwarmte als "bijvangst". Uit de verklaringen van de specialisten blijkt daarvan "niet echt sprake" te zijn.

Boren naar schaliegas doe je immers naar GAShoudende lagen, niet naar waterhoudende lagen. Bij olie- en (schalie-)gas boringen wordt gebruik gemaakt van "mud": een boorspoelstof die dient voor "smering" maar ook om gevonden olie of gas "onder controle" te houden. Bij een aardwarmteboring gebruik je dat niet. Zou je een schaliegasveld aanboren en benutten (los van alle bezwaren daartegen!) om daarna aardwarmte te gaan "oogsten" dan moet je tientallen jaren wachten... heeft de put boren een veelvoud gekost van een normale aardwarmteboring en moet je - om de extra GHG uitstoot (methaan!) te compenseren - extra veel geld uitgeven aan mitigatie van de klimaat verstoring. Twee keer veel *extra* kosten die je met beter rendement *nu* in duurzame energie kunt steken!

Mijns inziens betekent dat ook dat het idee om mislukte schaliegasboringen te benutten mogelijk wel wat besparingen oplevert maar ook technische problemen. Ook "op goed geluk" naar schaliegas boren denkende dat het anders wel voor aardwarmte benut zal worden is dan ook bedrijfsmatig niet verantwoord.

Dit verhaal is nog gebaseerd op de "oude" boortechnieken; er zijn drastische vernieuwingen op komst die diepe of zelfs ultra-diepe boringen veel goedkoper zullen maken. Technisch praten we dan over (supersnel) *laserboren* en carbon pijp & -casing. Boringen van 75 tot 100 DUIZEND foot wordt over gesproken..

Het rendement voor opwekking elektriciteit ligt op dit moment tussen de 20% en 25% (van het thermisch vermogen van de put), omdat er gepompt moet worden. Het ligt dus in de rede om de toekomstige ontwikkelingen goed te monitoren zodat ook opwekking van elektriciteit kan worden opgepakt.

Aardwarmte heeft, als de put eenmaal is geboord en de technische installatie staat, vrijwel geen operationele kosten! Afhankelijk van het gebruik zou een put uiteindelijk thermisch uitgeput (vergeef me de woordspeling) kunnen raken, maar als het economisch kan zou je een wisselend gebruik kunnen toepassen zodat de put ook weer "regenereert".

Sprekers waren niet echt gelukkig met de huidige beperking van EBN. Energie Bedrijf Nederland moet zich *nu* - qua energie - beperken tot risicodragend participeren bij olie- en gasboringen. Nog meer commentaar was er op de "aftopping" in de SDE+ regeling!

GEOTHERMAL ENERGY!

(the Dutch situation)

Wednesday June 26th I attended a hearing / roundtable conference on geothermal energy (or aardwarmte in Dutch), organized for members of the Dutch Lower House (2e kamer) Specialists from "the field" came to share experiences, insights and techniques and there was a shared &  very positive outlook on the future

Although you might be tempted to equate geothermal energy mainly with countries such as Iceland, Philippines, Kenya etc. with much volcanism, in Netherlands - surprisingly – there is a very high potential for geothermal energy. In theory &  in the long term the total Dutch energy needs might be covered! Whether that is practical and affordable, remains to be seen.

Geothermal energy: for starters one must immediately distinguish between (relatively) low caloric (or temperature) heat and high caloric heat. The latter is primarily utilized for generation of electricity. There is - in the Netherlands - no experience with that as yet because it requires very deep and therefore very costly drilling. (TransMark does have one concession ("Friesland", including tip Noordoostpolder) for ultra-deep geothermal well exploration. During this session that was not specifically addressed.)

The literature indicates that for electricity (present-day technology!) that wells be drilled into "Hot Dry Rock" and that under favourable conditions where > 220 ° C temperature steam is obtained, pumps would not be necessary and electricity with good efficiency is generated. But in the Netherlands you may have to drill 6 or 7 KM deep for that. Exorbitantly expensive, now ...

As the name suggests, HDR, this is dry strata in which the transmission of heat is directly from stone on transmission fluid. That is an important difference with geothermal low caloric energy.  Then one specifically drills into porous strata which are hydrous, and are located less deep plus – advantageous for wide public acceptance - they are porous layers so no "Fracking" is needed! HDR may require "fracking" but in many cases only high pressure water injection is sufficient.

Just a note: Because the drilling for geothermal aims for  water bearing strata (or  HDR) there is little or no chance for leakage of Methane, unlike with  drilling for shale gas. Since Methane in the first 20 years as much as 75 to 100 times more potent greenhouse gas as CO ² that is hugely important!

Another important aspect that was mentioned: the Netherlands has  a lead over other countries... since the 60s, in the Netherlands (for about 50 billion (guilders probably?)) drilling and seismic testing has yielded an almost complete and very detailed image of the subsurface top 2 KM ... AND it is public domain, allowing everyone to use it improving one’s chance for success. A national heritage, so to speak. Drill much deeper than that however and the "image" is less detailed, increasing the risk of a "Miss", so right now the deeper you drill the bigger the cost, uncertainty and risk 

The speakers were quite unanimous: we can (and should) use "low-caloric" geothermal energy. Low caloric – less than 100°C - geothermal energy is perfect for heating, sometimes for business - think of drying things for example - and in terms of energy about 40% of the total primary energy use for the Netherlands is heat! Some 55% of that heat demand is low caloric. By 2020 50% of that heat demand could be geothermal energy. Best start sustainable heating at malls, large office buildings, (tropical-) swimming pools, greenhouses, factories, hospitals and retirement homes ... In short, the biggest heat "consumers”.

Are water bearing Unlike natural gas, oil, shale gas, coal gas, etc. layers with a suitable temperature below the Netherlands for, see this map with temperatures on 2 KM depth! A geothermal resource well drilling is much cheaper than shale gas: different techniques!

In the recent past there was speculation among politicians in Holland on the possible combining shale gas wells with geothermal as a bonus once the field are empty. Looking at the major differences in technique as well as the targeted strata in both cases, that’s obviously not viable!

In my view this also means that the idea to exploit a failed shale gas well drilling for geothermal energy instead will not work most of the time because of technical problems. So "pot luck" shale gas drilling thinking it will otherwise be used for geothermal company is NOT a good idea.

Technically it is possible to use geothermal energy from about 60 ° (!) C already to generate electricity  in so-called Binary Cycle power plants. However, they have a low efficiency: about 10 to 15% or so and generate 1 MW or less it seems. Good for “individual“ use, buildings etc, but not for the national power grid.

The efficiency for electricity generation from (ultra-)deep wells is currently between 20% and 25% (of the thermal power of the well), because in most every case one has to pump water in and out of the well.

New developments in drilling & well casings will be game changers for geothermal electricity so they need constant monitoring on the status of developments.

Geothermal energy is, once the well is drilled and the technical installation is in situ there are virtually no operating costs! Depending on usage, a thermal well might eventually be exhausted but if it is economical to pause production, the well will "regenerate".

================================

The near future?!!

This all is still based on drilling techniques that have essentially been in use since the mid 1800’s! But there are revolutionary innovations being developed, they right around the as it were, that will make deep or ultra-deep drilling much cheaper and in double-quick time! Actually; we’re going to need new definitions what deep or ultra-deep is… 

Technically: * laser drilling * and “composite” pipe & casing. Boreholes from 75,000 to 100 THOUSAND foot are already being talked about ..

This will be HUGELY significant! Most thermal power plants generate electricity by burning fossil fuel, often coal! It will be relatively easy and very cost-effective to replace the boiler part and use geothermal steam instead! Existing plants, already hooked up to the power grid must be quickly made emission-free, starting with the coal-fired ones!

Wolves should remain protected!

The United States proposes to remove the protected status of wolves. 

Delisting Wolves?

Dear Sirs, Ladies,

We would like to stand here before you, defending these beautiful, yet much maligned creatures with arguments like: “it’s wonderful & magical to hear them howl on a Cold Winter’s Night”… but unfortunately in this day and age that is unlikely to sway you!

All life, be it plant, animal or human should have value, other than monetary, yet that’s all that seems to count; the money. We can “calculate” the value of an old solitary oak tree or a black rhino in the wild. However, looking beyond that, seeing that tree as a minute piece of the all-encompassing puzzle named Earth, more often than not we fail to do!

Wolves – like all creatures – are an integral part of the ecology. Take away too many stones from a foundation and that building comes tumbling down, take away the top level predators and your ecology will change. Just that has been shown to happen in recent times! In Yellowstone National Park the wolf was re-introduced successfully after having been gone for over seven decades. The results surpassed the expectations; scientific studies have shown a marked INCREASE in biodiversity!

Delisting the wolf and allowing it to be hunted to extinction will have consequences far beyond the emotional: there will be negative effects far and wide.

The wolves’ prey – ungulates, like deer, elk – unlike the wolf itself, are not self-regulating species! Take away the top level predator and they will thrive and multiply, and continue to do so! What that might mean is perhaps best demonstrated by the gruesome history of St. Matthew Island in the Bering Sea. Reindeer brought there by the army as a backup source of meat were left to fend for themselves, without any predators. The result was a population explosion, a barren rock and then a total collapse: the reindeer died out completely.

A somewhat comparable situation exists today, in the middle of Holland, strangely enough. A –fenced-in – nature reserve, the Oostvaardersplassen saw ungulates introduced to give all kinds of birds a better living environment. But no predators exist and none can get there.

 

Instead of lush vegetation, *this* is what you now see: a rather desolate landscape.

On the other hand, in densely populated Germany the wolf has returned of it’s own accord, mainly migrating from Poland. But the German Government is happy to see them, protects them and offers compensation for the occasional sheep that gets taken. Normally wolf-packs will hunt deer, elk, wild boar, not domestic animals.

Sheep seldom fall prey to wolves but a rogue- or wounded one might be tempted on occasion. However, sheep can be effectively protected from wolf predation if only one is willing!

Protecting all cultivated crops from ungulates will be many times more costly than protecting sheep and offering reimbursement when predation took place.

If the deer and wild boar are left unchecked they will cause damage to crop cultures, each in a different way but there will be an increasing loss of dollars. If the deer, elk, wild boar are not hunted they WILL become more prevalent and bolder, venturing into areas where they now do not go. Collisions with cars will be more and more common and these will be very expensive; human lives will be lost!

Elk, when left unchecked, will become more and more prevalent, which will have a negative side-effect on rivers and brooks in the area. That in turn will negatively effect the Trout population, having financial impact on fishermen.

Also a regular part of wolves’ diets: beavers. Wolves that prey upon beavers provide an economically valuable service to human society. Trapping can also reduce or limit beaver numbers, but it is often not effective for a number of reasons. Each year, beaver cause millions of dollars of damage to human communities by constructing dams that flood roads, railroads, houses and farmlands, and many millions more by damaging or destroying valuable timber through flooding forests, girdling trees or cutting them down and eating the seedlings and saplings.

Last but not least: wolves are enemies of coyotes, which are considered a pest in most of the USofA.

One more thing: if delisting one particular subspecies must happen “because it was listed in error, the wrong subspecies” that shows a major flaw in delisting some species but not all. If zoologists behind their desks have this much trouble determining which wolf is what, it does not take a genius to understand what will happen in the field. Any hunter with any kind of wolf in his sights will take the shot, unable to accurately determine if it’s the subspecies that is listed, or not?!

I suppose we all heard the tale of “little Red Riding Hood” and most humans harbor an instant dislike of wolves for the rest of their lives. That, just like the love of hearing them howl, telling us all is well with our ecology, is our emotional response to wolves.

So, in the final valuation, perhaps it is good to set aside emotions and simply appreciate the value of the wolf to society!