Je haalt meer uit de omgeving dan je denkt!

De bouwsector is voortdurend op zoek naar innovatieve en duurzame oplossingen om de energietransitie te versnellen. Het benutten van (gratis) warmtebronnen speelt hierbij een cruciale rol. Hoewel aerothermie en geothermie vaak als de belangrijkste speler wordt gezien, zijn er tal van andere interessante technologieën die warmte uit de omgeving benutten. In dit artikel gaan we dieper in op de verschillen en mogelijkheden van geothermie, aquathermie, riothermie, datathermie en aerothermie.

Geothermie: De warmte van de aarde

Geothermie is de benaming voor de warmte die in de aarde opgeslagen zit. Deze warmte kan op verschillende dieptes worden gewonnen en wordt gebruikt voor verwarming, koeling en soms zelfs elektriciteitsproductie.

Diepe geothermie: heet water of stoom wordt uit diepe aardlagen opgepompt. Deze technologie wordt volop onderzocht en biedt mogelijkheden voor grootschalige warmtenetten bijvoorbeeld.
Ondiepe geothermie: de warmte in de bovenste aardlagen is in de meeste gevallen (individuele en collectieve systemen) voldoende om als bron voor een warmtepomp ingezet te worden. Binnen deze categorie kunnen we een verder onderscheid maken o.b.v. de manier waarop de warmte gecapteerd wordt:
1. Grondwater wordt opgepompt, over een warmtewisselaar geleid en opnieuw in de aarde gebracht. Dit is een open systeem en bestaat meestal uit één of meerdere bronnenparen. Tijdens het verwarmingsseizoen wordt warmte onttrokken aan de warme bron en het gekoelde water wordt teruggepompt in een koude bron. Tijdens het koelseizoen verloopt het proces omgekeerd. Men spreekt in dit geval over KWO (koude- en warmteopslag).
2. De warmtewisselaar wordt rechtstreeks in de bodem geplaatst en bestaat uit één of meerder lussen die veelal gevuld worden met een glycolmengsel. We spreken hier over een gesloten systeem, aangezien er geen grondwater wordt verpompt. De warmtewisselaar kan verticaal geplaatst worden en bereikt meestal (afhankelijk van de bodemsamenstelling en noodzaak) een diepte van ca. 80 – 150 m. In dit geval spreken we over een BEO-veld (boorgat energieopslag). De warmtewisselaar kan ook horizontaal geplaatst worden op een diepte van ca. 1,50 m. Voor- en nadelen van de technologieën zijn o.a. benodigde terreinoppervlakte, regeneratievermogen… en worden best case per case afgewogen.

Ondiepe geothermie biedt naast de mogelijkheid om warmte te onttrekken aan de bodem, ook de mogelijkheid om te koelen in de warmere maanden. Warmte uit het gebouw wordt dan als het ware opgeslagen in de bodem.

Alternatieven voor geothermie

Naast geothermie zijn er verschillende andere technologieën die warmte uit de omgeving benutten:

Aerothermie is de meeste bekende technologie, waarbij warmte uit de buitenlucht wordt gehaald. Met behulp van bijvoorbeeld een lucht-waterwarmtepomp wordt de warmte aan de lucht onttrokken en opgewaardeerd t.b.v. de verwarming. In de zomer kan het systeem omgekeerd werken om de binnenlucht te koelen.
Aquathermie maakt in plaats van de bodemwarmte, gebruik van de warmte in oppervlaktewater zoals meren, rivieren of kanalen. Het water wordt opgepompt, via een warmtewisselaar wordt warmte onttrokken of afgegeven en vervolgens wordt het water teruggestuurd. Ook hier wordt een onderscheid gemaakt tussen een open en een gesloten systeem, afhankelijk van of de warmtewisselaar zich aan land of in het waterlichaam zelf bevindt.
Riothermie benut de warmte die vrijkomt in afvalwater. Deze warmte kan worden teruggewonnen via een warmtewisselaar in het rioleringsstelsel en ingezet voor verwarming of andere toepassingen. Riothermie leent zich minder voor koeling.
Datathermie maakt gebruik van de warmte die vrijkomt bij de werking van datacenters of serverruimtes. Deze warmte wordt meestal weggekoeld, maar kan worden gebruikt om gebouwen te verwarmen (individueel of collectief via een warmtenet, afhankelijk van de grootte).

De voordelen van deze technologieën

Al deze technologieën zijn duurzaam omdat ze gebruikmaken van hernieuwbare of vrij beschikbare energiebronnen en zo de CO₂-uitstoot van het verwarmings- of koelsysteem verlagen.
Met behulp van warmtepompen kunnen deze systemen vaak een zeer hoog rendement behalen, waardoor de operationele kosten kunnen gedrukt worden.
Door te investeren in deze technologieën of de voorzieningen te treffen om later te kunnen overschakelen zorg je voor een toekomstbestendige strategie voor je gebouw.

De keuze voor de (?) juiste technologie

De keuze voor de meest geschikte technologie hangt af van verschillende factoren, zoals de locatie, de aard van het gebouw en de beschikbare warmtebronnen. Een haalbaarheidsstudie kan helpen bij het maken van de juiste keuze.
Een combinatie van technologieën kan in veel gevallen een mooie balans bieden tussen comfort, efficiëntie en investeringskost.

Toekomstmuziek of realiteit?

Als studie- en adviesbureau rond energie en duurzaam bouwen hebben we al heel wat klanten mogen begeleiden in het beslissingsproces. Zo hebben we recent voor een onderwijsinstelling uit het Gentse een strategie mogen ontwikkelen voor een broodnodige stookplaatsrenovatie. Door rekening te houden met toekomstige renovatieplannen en de beschikbare budgetten op korte en middellange termijn, hebben we een stappenplan opgesteld om van een hybride installatie (fossiele brandstoffen + aquathermie) te evolueren naar een fossielvrij verwarmingssysteem. Deze strategie laat de organisatie toe om op korte termijn een groot aandeel hernieuwbare energie aan te wenden op de site én bij iedere renovatiestap meer en meer fossiele brandstoffen uit te faseren.

Voor een ontwikkeling van meer dan 200 nieuwbouwappartementen in Turnhout wees onze haalbaarheidsstudie op het technisch en economisch potentieel van een KWO-installatie. Hiervoor werd een onderzoek uitgevoerd naar de bodemsamenstelling, grondwaterstroming, visies van de stakeholders én werd een afweging gemaakt tussen collectieve of individuele warmtepompinstallaties.

Dat een goede strategie opbrengt, bewijzen de verschillende projecten in uitvoering …