WINDOW: Warmtevoorziening In Nederland Duurzamer door Ondergrondse Warmteopslag

Het WINDOW project richt zich op ondergrondse opslag van warmte. Toepassing van ondergrondse warmteopslag bij temperaturen hoger dan 40°C vindt echter nog zeer beperkt plaats in Nederland. In het WINDOW-programma willen we technische, juridische en bedrijfseconomische belemmeringen wegnemen, zodat ondergrondse warmteopslag in 2025 als bewezen techniek kan worden toegepast. Warmteopslag draagt bij aan kostenreductie in de warmtetransitie en zorgt voor een optimale benutting van duurzame warmtebronnen.

Versimpelde werking Ondergrondse Warmteopslag: tijdens warmtelevering wordt er grondwater onttrokken uit de hete bron, deze warmte wordt afgegeven aan het warmtenet en het afgekoelde water wordt opgeslagen in de warme bron. Tijdens warmteopslag gebeurt het omgekeerde: grondwater wordt onttrokken uit de warme bron, verwarmd, en opgeslagen in de hete bron. Bron: Martin Bloemendal, 2018. PhD thesis, the hidden side of cities, repository.tudelft.nl.

Ondergrondse warmteopslag: kans en uitdaging in de warmtetransitie

Opslag van warmte in de ondergrond is een belangrijke schakel in de warmtetransitie en is een van de goedkoopste vormen van energieopslag. Het is belangrijk dat warmte overschotten in de zomer (van geothermie, industriële restwarmte, zon of wind) kunnen worden opgeslagen en gebruikt in de winter.

Ondergrondse warmteopslag bij temperaturen hoger dan 40°C wordt echter nog zeer beperkt toegepast in Nederland. Er zijn belangrijke uitdagingen met betrekking tot de techniek, de effecten, de robuustheid van de business case en het bijbehorende juridische kader. Kennisontwikkeling, kennisdeling en ervaring zijn nodig voor een snellere en verantwoorde implementatie van ondergrondse warmteopslag in Nederland.

Door ondergrondse warmteopslag kunnen duurzame warmtebronnen zoals geothermie en restwarmte optimaal worden ingezet.

Ondergrondse warmteopslag verder ontwikkelen tot bewezen techniek

Doel van het WINDOW-programma is het wegnemen van technische, juridische en bedrijfseconomische belemmeringen en beter inzicht krijgen in de effecten voor het verantwoord kunnen toepassen van ondergrondse warmteopslag ten behoeve van de verduurzaming van de warmtevoorziening in Nederland. Dit doen we door verkenningen en (de voorbereiding van) demonstratieprojecten in Nederland te ondersteunen en daaruit opgedane kennis en ervaring te delen en te benutten bij het gezamenlijk ontwikkelen van generieke tools, in nauwe samenwerking met stakeholders en beleidsmakers. Einddoel is dat ondergrondse warmteopslag na 2025 als bewezen techniek kan worden toegepast. De resultaten dragen bij aan kostenreductie van collectieve systemen op systeemniveau en een optimale benutting van duurzame warmtebronnen.

Modelsimulatie van een Ondergronds Warmteopslag systeem met 1 hete en 2 warme bronnen na 10 jaar. De temperatuurcontouren laten de verspreiding van warmte in de ondergrond zien. Bron: WINDOW fase 1 rapport C2: prestaties en thermische effecten.

Modelsimulatie van een hete bron, dwarsdoornede van de ondergrond.

Gefaseerde aanpak, ‘learning by doing’ met ondersteunend onderzoek

Het project bestaat uit 4 werkpakketen:

‘Learning by doing’ van verkenning naar demonstratieproject
Generiek onderzoek Potentie & inpassing
Generiek onderzoek Techniek & effecten
Vergunningen/juridisch afwegingskader

Het WINDOW project is ingedeeld in twee fases, alle werkpakketten lopen in beide fases door.

WINDOW fase 1 (2019/2020) is een TKI-project (TKI-Urban Energy, TKI-Nieuw Gas en TKI-Watertechnologie). In fase 1 zijn eerst zeven kansrijke locaties geselecteerd op basis van 21 quick-scans. Vervolgens zijn voor deze kansrijke locaties verkenningen uitgevoerd in samenwerking met alle deelnemende partijen (werkpakket A: ‘learning by doing’). WINDOW fase 1 is eind 2020 met succes afgerond. Er zijn 16 rapporten opgeleverd, die beschikbaar zijn op Projectpagina WINDOW fase 1 of de website van WarmingUP onder de link ‘WINDOW fase 1 rapporten’

Het WINDOW-programma benut de eerdere studies op het gebied van ondergrondse warmteopslag, zoals onder andere de ontwikkeling van een HTO-systeem bij Koppert Cress, het Europese project HEATSTORE en het project Power-to-X (SPX). Kennis en ervaring vanuit bestaande warmteopslagsystemen en lopend onderzoek optimaal zijn benut in het WINDOW-onderzoek, en geen onderwerpen dubbel worden onderzocht.

Op dit moment loopt het onderzoeksprogramma WINDOW fase 2 (2020/2022), dit wordt uitgevoerd als thema 5 binnen het innovatief duurzaam warmtecollectief ‘WarmingUP’. In fase 2 worden in werkpakket A (‘learning by doing”) nader onderzoek uitgevoerd bij de locaties Rotterdam, Leeuwarden en Delft. Na een go/no go moment wordt het ontwerp voor demonstratieprojecten uitgewerkt, inclusief afgeronde besluitvoorbereiding voor investeerders én bevoegd gezag. Het generieke onderzoek van werkpakketten B, C en D loopt in fase 2 verder door.