Wat is geothermische energie en welke mogelijkheden zijn er voor het gebruik ervan in Spanje?

Geothermische warmtepompen zijn apparaten waarmee we energie uit de grond kunnen halen en naar onze huizen of bedrijven kunnen brengen. In de zomer onttrekt het de warmte uit het interieur en voert het af naar de geothermische bronnen om te koelen, terwijl het in de winter de warmte uit de geothermische bronnen gebruikt om het interieur te verwarmen. Een zeer efficiënte en hernieuwbare methode die we in de volgende regels analyseren.

Wat is geothermische energie

De term“geothermisch” komt van de combinatie van de Griekse woorden “geo” en “thermos”.

Terwijl de eerste betekent aarde betekent, verwijst de tweede naar warmte, de vorm waarin energie wordt opgewekt en opgeslagen binnen de planeet.

Maar wat maakt deze energie zo interessant en hoe kunnen we er gebruik van maken? Daar kijken we naar in dit artikel.

Zoals ik hierboven al zei, is geothermische energie in wezen warmte die is opgeslagen onder het aardoppervlak.

Warmte die afkomstig is van de natuurlijke radioactiviteit van materialen in de aardmantel en die op belangrijke plaatsen ook ontstaat als afvalwarmte bij de vorming van onze planeet.

Geothermische energie is in wezen de warmte die is opgeslagen onder het aardoppervlak.

Als energiebron uit het binnenste van de aarde is het op menselijke schaal praktisch onuitputtelijk en kan het op twee verschillende manieren worden opgevangen:

• Lage temperatuur geothermische energie: gebruikt voor directe verwarming of voor het verwarmen van water in spa’s. In sommige eengezinswoningen worden bijvoorbeeld geothermische warmtepompen gebruikt om te profiteren van de constante temperatuur van de ondergrond en ruimtes te verwarmen of te koelen.

• Geothermische energie met een hoge temperatuur: deze wordt op grotere diepte gevonden en wordt voornamelijk gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. In geothermische installaties wordt stoom uit deze afzettingen gebruikt om turbines aan te drijven en elektriciteit op te wekken.

Dit alles maakt het een schone en duurzame energiebron die geen broeikasgassen uitstoot. Je leert hoe geothermische energie deze temperatuur benut.

Als continue energiebron is het bovendien niet afhankelijk van factoren zoals zonlicht of wind, waardoor het betrouwbaarder is in vergelijking met andere hernieuwbare bronnen.

Hoe geothermische energie werkt

Hoewel het een van de minst bekende hernieuwbare energiebronnen is, is het potentieel, dat beïnvloed wordt door weersomstandigheden, enorm en de werking ervan fascinerend.

De oorsprong van warmte

Voordat we begrijpen hoe het werkt, is het essentieel om te weten waar deze warmte vandaan komt.

De kern van de aarde is extreem heet, dankzij radioactief verval en vastgehouden warmte van de vorming van onze planeet.

Deze temperatuur neemt af naarmate we dichter bij de aardkorst komen, maar in sommige gebieden is de warmte dicht genoeg bij het oppervlak om te worden benut.

Dit betekent dat we, hoewel we nog niet erg ver kunnen afdalen, wel de mogelijkheid hebben om deze restwarmte in ons voordeel te gebruiken.

Geothermische reserves

Helaas kan geothermische energie niet overal ter wereld in gelijke mate worden benut.

Er zijn zogenaamde geothermische reserves.

Dit zijn gebieden waar de warmte van de aarde dichter bij het oppervlak is als gevolg van geologische verschijnselen, zoals vulkanen of platentektoniek.

Op deze punten kan het grondwater opwarmen en stoom- of heetwaterreservoirs vormen.

En dat is wat we gebruiken om energie op te wekken.

Vastleggen en converteren

Het proces om deze warmte om te zetten in energie varieert naargelang de temperatuur en de aard van het reservoir:

• Droge-stoomcentrales: Dit zijn de oudste en meest directe. Ze onttrekken stoom rechtstreeks aan de aarde en gebruiken die om de turbines aan te drijven die elektriciteit opwekken.
• Flash-stoomcentrales: Hier wordt water van hoge temperatuur omgezet in stoom door de druk te verlagen. Deze stoom wordt vervolgens gebruikt om een turbine aan te drijven.
• Installaties met een binaire cyclus: Dit zijn tegenwoordig de meest voorkomende. Heet geothermisch water wordt gebruikt om een secundaire vloeistof met een lager kookpunt dan water te verhitten. Wanneer deze vloeistof verdampt, drijft de stoom de turbines aan.
• Directe verwarming: In gebieden waar de warmte niet intens genoeg is om elektriciteit te produceren, kan deze direct worden gebruikt om gebouwen, kassen, zwembaden en meer te verwarmen.

Koeling en recirculatie

Na het passeren van de installatie wordt de vloeistof gekoeld en opnieuw in de ondergrond geïnjecteerd.

Hierdoor kunnen de druk en de temperatuur van het geothermische reservoir worden gehandhaafd, wat het proces duurzaam maakt.

Soorten geothermische installaties

Geothermische energie is een bron van verschillende soorten geothermische energie die gebruik maken van de warmte die is opgeslagen in de ondergrond. Er zijn verschillende manieren om geothermische energie op te vangen, afhankelijk van de kenmerken van de locatie en de behoeften van het project.

Hier zullen we proberen het op een eenvoudige manier uit te leggen, zodat het maken van een beslissing eenvoudig is.

Gesloten verticale geothermische installatie

Een van de meest efficiënte manieren om geothermische energie op te vangen is door middel van verticale boringen .

Bij dit type systeem worden één of meer boorgaten tot 200 meter diep (of nog dieper) in de grond geboord .

In deze boorgaten worden U-vormige buizen geplaatst waardoor een koelvloeistof circuleert.

Dankzij de stabiele temperatuur van de ondergrond wordt de constante temperatuur benut en wordt deze vloeistof naar behoefte verwarmd of gekoeld en vervolgens naar een warmtepomp geleid die deze energie onttrekt of overdraagt .

Het belangrijkste voordeel is de efficiëntie in kleine ruimtes, omdat de diepte van de grond wordt benut.

Met een kleine ruimte kun je een grote hoeveelheid schone en kostenefficiënte energie opwekken.

Gesloten horizontale geothermische installatie:

De horizontale optie is het meest geschikt voor locaties met meer beschikbare grond.

In dit geval worden leidingen geïnstalleerd op een diepte variërend tussen 1 en 2 meter, horizontaal verdeeld.

De koelvloeistof circuleert door deze leidingen en vangt warmte-energie op uit de grond op een vergelijkbare manier als het verticale systeem.

Hoewel het een groter gebied vereist, is het meestal goedkoper om te boren dan verticale installatie.

Wat echt belangrijk is, is dat het wordt aangepast aan de behoeften van elk individueel geval.

Open geothermische energie

Deze modaliteit is vooral geschikt voor locaties met overvloedige grondwaterbronnen.

In plaats van een gesloten circuit met koelvloeistof te gebruiken, onttrekt het open opvangsysteem water rechtstreeks aan ondergrondse waterlagen of meren.

Na extractie wordt dit water dooreen warmtepomp geleid die de temperatuur gebruikt om te verwarmen of te koelen.

Na dit proces wordt het water teruggevoerd naar de ondergrond of naar elders, zodat de impact op het ondergrondse ecosysteem minimaal is.

Als je voor dit systeem kiest, is het essentieel om adequate hydrologische studies uit te voeren om de duurzaamheid van de bron te garanderen.

Zoals je kunt zien, hebben de meeste processen een aantal overeenkomsten en bepaalde beslissingen om de energie-efficiëntie te verbeteren.

Onderhoud van geothermische energie: waarom en hoe?

Hoewel de verschillende soorten geothermische installaties bekend staan om hun lange levensduur en betrouwbaarheid, zijn ze niet vrij van de noodzaak van regelmatig onderhoud om hun goede werking en efficiëntie te garanderen en hun lange levensduur te maximaliseren.

Waarom is onderhoud belangrijk?

Maximale efficiëntie: Net als elk systeem kunnen geothermische installaties na verloop van tijd te maken krijgen met verstoppingen of slijtage die de efficiëntie verminderen. Goed onderhoud zorgt ervoor dat het systeem op maximale capaciteit werkt.

Langere levensduur: Een goed onderhouden systeem gaat langer mee. Geothermische warmtepompen kunnen bijvoorbeeld meer dan 20 jaar meegaan als ze goed worden onderhouden, en ondergrondse leidingen zelfs nog langer.

Grote problemen voorkomen: door regelmatig onderhoud kunnen kleine problemen worden opgespoord en verholpen voordat ze uitgroeien tot grote storingen die dure reparaties vereisen.

Veiligheid: Hoewel geothermische installaties over het algemeen veilig zijn, helpt onderhoud om problemen te voorkomen die de veiligheid van apparatuur of mensen in gevaar kunnen brengen.

Met welke aspecten moet bij onderhoud rekening worden gehouden?

Inspectie van het vloeistofcircuit: Het is essentieel om te controleren of er geen lekken zijn in het circuit, zowel in gesloten als open systemen, en om te controleren of de vloeistof in goede staat is. In gesloten systemen kan het nodig zijn de antivriesvloeistof te vervangen of bij te vullen.

Warmtepomp reinigen en inspecteren: Warmtepompen moeten worden geïnspecteerd en gereinigd om er zeker van te zijn dat ze goed werken. Dit omvat het controleren van elektrische onderdelen, aansluitingen en de warmtewisselaar.

Debiet- en drukregeling: Het is van vitaal belang om het debiet en de druk van de vloeistof te controleren om ervoor te zorgen dat het systeem met optimale parameters werkt.

Controle van kleppen en thermostaten: Deze onderdelen moeten worden gecontroleerd op correcte werking en kalibratie.

In open opvangsystemen: Het is cruciaal om de grondwaterkwaliteit te controleren om ophoping van sediment of mineralen die het systeem kunnen verstoppen, te voorkomen.

Visuele controle: leidingen, fittingen en andere zichtbare onderdelen moeten worden gecontroleerd op tekenen van slijtage of schade.

Geothermische energie: voor- en nadelen van het gebruik ervan

Maar als je dit artikel leest, is dat waarschijnlijk omdat je je afvraagt of je wel of niet voor dit type energie moet kiezen.

Nu vertellen we je graag over de grote voordelen (en ook de nadelen)

Energiebesparing:

Een geothermische installatie is efficiënt en kan aanzienlijke energiebesparingen opleveren in vergelijking met andere systemen voor koeling, verwarming en warm water.

De energie-efficiëntie is maximaal in combinatie met vloerverwarming. Het is een verbintenis tegen klimaatverandering.

• Consistentie: Geothermische energie biedt een constante warmtebron, omdat de ondergrondse temperaturen het hele jaar door stabiel blijven, ongeacht de weersomstandigheden aan de oppervlakte.

• Hoge COP: De prestatiecoëfficiënt (COP) van geothermische systemen is opmerkelijk hoog, ze produceren meer energie dan ze verbruiken.

• Optimalisatie: Door het geothermische systeem op de juiste manier te ontwerpen en te installeren, worden de prestaties geoptimaliseerd en wordt er maximaal bespaard op energieverbruik en kosten.

Lage onderhoudskosten:

Geothermische installaties onderscheiden zich door hun opmerkelijke duurzaamheid en betrouwbaarheid, factoren die rechtstreeks bijdragen tot lage onderhoudskosten.

De levensduur van een geothermische warmtepomp kan variëren van 20 tot 25 jaar, terwijl de ondergrondse infrastructuur, ook bekend als een geothermische lus, meer dan 50 jaar meegaat.

De robuustheid en lange levensduur van deze systemen wordt ondersteund door het feit dat ze weinig bewegende onderdelen hebben, waardoor ze minder snel slijten en dus minder vaak gerepareerd hoeven te worden.

Een cruciaal aspect dat het lage onderhoud van geothermische systemen ondersteunt, is de ondergrondse locatie van de meeste onderdelen.

Deze eigenschap beschermt ze tegen guur weer en extreme klimaatschommelingen, waardoor weergerelateerde slijtage tot een minimum wordt beperkt.

Bovendien verhoogt deze milieubescherming niet alleen de duurzaamheid van het systeem, maar zorgt het ook voor een soepele en efficiënte werking het hele jaar door, zonder beïnvloed te worden door de seizoenen.

Vanuit het oogpunt van de gebruiker bieden geothermische systemen een opmerkelijk stille werking en geen hinderlijke trillingen, aspecten die niet alleen zorgen voor een comfortabele en stille omgeving, maar ook aangeven dat de onderdelen van het systeem minder mechanische belasting ondervinden.

Deze soepele werking, die inherent is aan geothermische energie, zorgt ervoor dat interne onderdelen zoals pompen en warmtewisselaars hun structurele integriteit na verloop van tijd behouden, waardoor sporadische en eenvoudige onderhoudsinterventies nodig zijn.

Hoewel de initiële investering in een geothermisch systeem hoger kan zijn dan in andere HVAC-systemen, zorgen de besparingen dankzij de energie-efficiëntie en lage onderhoudskosten voor een aantrekkelijke terugverdientijd.

De prijs van de installatie is hoog, maar op de lange termijn is het veel goedkoper vanwege de besparingen op de verwarmingskosten. Spanje is het land in de Europese Unie dat het meest uitgeeft aan elektriciteit en gas, daarom zal dit alternatief voor airconditioning de kosten van deze service verlagen, wat een gunstig effect zal hebben op de portemonnee van de Spanjaarden.

Het is zelfs zo dat geld besparen nu nog belangrijker is, omdat de pandemie ervoor heeft gezorgd dat velen hun baan zijn kwijtgeraakt of minder uren zijn gaan werken, wat een negatieve invloed heeft op het geld dat binnenkomt in het huishouden. Wat is er dan beter dan te kiezen voor een zeer efficiënt systeem om in een van je basisbehoeften te voorzien?

Met een aanzienlijk lager energieverbruik dan conventionele energiebronnen en lagere bedrijfs- en onderhoudskosten is geothermie op de lange termijn een financieel haalbare en milieuverantwoorde optie aan het worden.

Installatiemogelijkheden in Spanje

In Spanje worden geothermische warmtepompen langzaam en geleidelijk geïnstalleerd. Het wordt steeds populairder, maar het is waar dat we nog steeds achterlopen op Europa. Toch hebben zowel de Spaanse regering als de autonome gemeenschappen de afgelopen jaren wetten gepubliceerd met maatregelen om hernieuwbare energiebronnen zoals geothermische energie te promoten. Een voorbeeld is het Koninklijk Wetsbesluit van juni 2020, goedgekeurd door de Ministerraad, op voorstel van het Ministerie voor Ecologische Transitie en de Demografische Uitdaging (MITECO) om het gebruik van ecologische energie te bevorderen en economische reactivering te stimuleren in de context van de COVID-19 pandemie.

Daarnaast zijn er investeringssubsidies voor hernieuwbare energie van het Instituut voor Energiediversificatie en -besparing (IDAE) van MITECO, die medegefinancierd worden met fondsen van de Europese Unie. Er zijn ook subsidies van sommige autonome gemeenschappen die de installatie bevorderen van systemen die gebruik maken van hernieuwbare energie, zoals geothermische energie.

Lange levensduur:

Bij goed energiegebruik en onderhoud heeft geothermische energie een lange levensduur, langer dan veel andere airconditioningsystemen in woningen.

Koelen en verwarmen met één verbruik:

Een enkel geothermisch systeem kan zowel verwarming als airconditioning leveren, waardoor het energieverbruik wordt geoptimaliseerd en de CO2-uitstoot wordt verminderd.

Passieve kou:

Het maakt gebruik van de temperatuur van de ondergrond om te koelen zonder dat er extra energie nodig is.

Er zijn geen zonnepanelen nodig:

Terwijl verschillende vormen van hernieuwbare energie, zoals zonne-energie, afhankelijk zijn van specifieke klimatologische omstandigheden om efficiënt te zijn, werkt geothermische energie opmerkelijk autonoom, door gebruik te maken van de inherente thermische stabiliteit van de ondergrond van de aarde.

Dankzij dit unieke karakter zijn geothermische systemen voor hun werking niet afhankelijk van de installatie van zonnepanelen, wat een onderscheidend kenmerk en een voordeel is ten opzichte van andere hernieuwbare bronnen.

De temperatuur van de ondergrond blijft op een bepaalde diepte het hele jaar door relatief constant, ongeacht de weersomstandigheden aan de oppervlakte.

Daarom is geothermische energie, in tegenstelling tot systemen die fotovoltaïsche zonne-energie gebruiken, niet onderhevig aan seizoensgebonden variabiliteit of de wisselvalligheid van de zon.

Deze eigenschap maakt geothermische energie tot een constante en betrouwbare energieoplossing, die continu en stabiel warmte en koeling kan opwekken.

Bovendien betekent deze onafhankelijkheid van zonnepanelen dat geothermie een bijzonder goede optie kan zijn op plaatsen waar de ruimte voor zonnepanelen beperkt is of waar de zonneomstandigheden niet optimaal zijn.

Op dezelfde manier kan dit systeem een relevante energieoplossing zijn in regio’s waar de bebouwingsdichtheid hoog is of in natuurlijke omgevingen waar de installatie van zonnepanelen de esthetiek van het landschap zou kunnen aantasten of de plaatselijke flora en fauna zou kunnen verstoren.

Wat betreft de implementatie op verschillende locaties is geothermische energie een veelzijdig alternatief, omdat het een hernieuwbare energiebron is die niet concurreert met de lucht of afhankelijk is van zonlicht.

Het is daarom een haalbaar alternatief op plaatsen waar andere hernieuwbare bronnen mogelijk niet zo effectief of toepasbaar zijn, en zorgt zo voor een meer universele en toegankelijke optie voor schone en duurzame energie.

Vermindert geluidsoverlast:

In tegenstelling tot andere systemen die lawaai kunnen maken, zoals externe airconditioners, is geothermie opmerkelijk stil. Dit draagt bij aan een stillere omgeving, vooral in woonwijken.

Eeuwigdurende en onuitputtelijke energie:

Geothermische energie is een hernieuwbare energie die de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen overbodig maakt.

Zolang de planeet bestaat, zullen we toegang hebben tot ondergrondse warmte, waardoor geothermische energie een onuitputtelijke energiebron is.

Subsidies, vergoedingen en aftrekposten beschikbaar:

In Spanje heeft het streven naar hernieuwbare energiebronnen geleid tot een reeks stimuleringsmaatregelen van de overheid voor wie kiest voor geothermische energie.

Dit kunnen subsidies, belastingaftrek en kortingen zijn, die de terugverdientijd en het rendement op investering verbeteren.

Combinatie met fotovoltaïsche energie:

Geothermische energie is op zichzelf al een effectieve en consistente energiebron, maar kan in combinatie met fotovoltaïsche zonne-energie een echt krachtige en duurzame energietandem vormen.

Deze combinatie maakt gebruik van het beste van twee werelden: de constantheid van geothermische energie en het vermogen van fotovoltaïsche systemen om op een milieuvriendelijke en hernieuwbare manier elektriciteit op te wekken.

Geothermische energie zorgt voor een constante bron voor verwarming en koeling, waarbij de stabiele temperatuur van de grond wordt gebruikt om het hele jaar door klimaatoplossingen te bieden.

Aan de andere kant zet zon-PV direct zonlicht om in elektriciteit, wat bijzonder nuttig kan zijn om te voldoen aan de elektrische behoeften van een huis of gebouw.

Samen kunnen deze twee hernieuwbare energiebronnen een allesomvattend systeem creëren dat voorziet in een breed scala van energiebehoeften van een woning, van airconditioning tot algemene stroomvoorziening.

Wanneer ze samen worden toegepast, kunnen geothermische en fotovoltaïsche energie elkaar versterken om energiebesparingen en efficiëntie te optimaliseren.

De elektriciteit die wordt opgewekt door de zonnepanelen kan worden gebruikt om de geothermische warmtepompen van energie te voorzien, waardoor een gesloten, duurzame energiecyclus ontstaat die de afhankelijkheid van het conventionele elektriciteitsnet minimaliseert en de koolstofuitstoot vermindert.

Er is land nodig voor het stroomgebied:

Een van de grootste uitdagingen van geothermische energie is de behoefte aan geschikte grond voor het verzamelen, of het nu gaat om horizontale installaties of verticale putten.

Dit kan de toepassing beperken in bepaalde stedelijke gebieden of woningen zonder toegang tot voldoende ondergrondse ruimte.

De installatie van geothermische energie is duurder dan conventionele energie:

Ondanks hun efficiëntie en milieuvriendelijkheid gaan geothermische energiesystemen gepaard met een initiële investering die aanzienlijk hoger kan zijn in vergelijking met meer traditionele of conventionele energiesystemen, zoals die op basis van aardgas of elektriciteit.

Deze initiële investering gaat grotendeels naar de installatie van de ondergrondse geothermische lus en de aankoop van gespecialiseerde geothermische warmtepompen, naast andere systeemcomponenten.

Het is echter noodzakelijk om deze investering vanuit een langetermijnperspectief te bekijken, gezien de duurzame en economisch efficiënte aard van geothermische systemen.

De energie-efficiëntie van deze systemen, die aanzienlijk hoger is dan die van conventionele alternatieven, resulteert in aanzienlijke maandelijkse besparingen op de energierekening.

Daarom is de initiële investering weliswaar hoog, maar het rendement op de investering is te zien aan de voortdurende en duurzame verlaging van de bedrijfskosten.

Bovendien kan de beschikbaarheid van subsidies, belastingkredieten en andere financiële stimulansen die worden aangeboden door verschillende overheidsinstanties en instellingen die zich inzetten voor de bevordering van hernieuwbare energie, de initiële financiële last die gepaard gaat met de implementatie van geothermische energie aanzienlijk verlichten.

Deze stimuleringsmaatregelen, die bedoeld zijn om de invoering van schonere en duurzamere technologieën te bevorderen, kunnen de terugverdientijd van de initiële investering aanzienlijk verkorten, waardoor geothermische warmte een meer betaalbare en economisch aantrekkelijke optie wordt voor een groot aantal consumenten en bedrijven.

Het aspect onderhoudskosten speelt ook een cruciale rol bij het analyseren van de financiële levensvatbaarheid van geothermische energie.

Omdat er aanzienlijk minder onderhoud nodig is dan bij conventionele verwarmings- en koelsystemen, zijn de kosten voor reparaties, vervanging en regelmatig gebruik aanzienlijk lager gedurende de levensduur van het geothermische systeem.

Deze factor, samen met de besparingen in energieverbruik en mogelijke subsidies, betekent dat geothermische energie op de lange termijn net zo betaalbaar, zo niet betaalbaarder, kan zijn dan de meer traditionele tegenhangers.

Conclusie

Geothermische energie is een duurzame en zeer efficiënte optie voor de airconditioning van gebouwen en warm water voor huishoudelijk gebruik.

Het vermogen om te profiteren van de constante temperatuur van de ondergrond en te functioneren, ondanks de invloed van de weersomstandigheden, maakt het een van de meest veelbelovende alternatieven voor andere systemen.

In Spanje blijven de mogelijkheden voor het gebruik ervan zich uitbreiden en naarmate meer mensen en bedrijven deze technologie gaan gebruiken, zullen de voordelen op het gebied van energiebesparing, vermindering van de CO2-uitstoot en duurzaamheid nog duidelijker worden.

Daarom stimuleren ze de installatie van airconditioningsystemen zoals warmtepompen om efficiënte gebouwen te krijgen, met kostenbesparende apparatuur en minder negatieve gevolgen voor de aarde.

Om al deze redenen raden we je aan om geothermische warmtepompen te installeren en conventionele systemen links te laten liggen. Als je besluit om ze in je huis of kantoor te installeren, let dan goed op de informatie die we je gaan geven over de mogelijkheden die je hebt om ze in Spanje te installeren.

We moeten er ook voor zorgen dat we voldoen aan de technische vereisten die nodig zijn om de installatie te starten. Daarom is het nodig om het land te verkennen, de beschikbare ruimte te bekijken, een vergunning aan te vragen om in de grond te boren. Bij Ecoforest kunnen we je met dit alles helpen, je kunt ons raadplegen wanneer je maar wilt.

Zoals je ziet, is het relatief eenvoudig om dit airconditioningsysteem overal in Spanje te installeren, omdat onze bodem een grote bron van hernieuwbare energie is. Daarom raden we je aan contact met ons op te nemen en we zullen je adviseren, zodat je zo snel mogelijk kunt profiteren van de kwaliteiten van geothermische warmtepompen.