In het fieldlab Rijswijk Centre for Sustainable Geo-energy (Rcsg) ontwikkelt, test en valideert TNO samen met bedrijven en universiteiten nieuwe putontwerpen. Maar ook sensortechnologie, nieuwe boortechnieken en materialen. Dat alles om geothermie versneld verder te kunnen ontwikkelen.
Geo-energy
Op dit moment produceert ons land een kleine vijf petajoule (PJ) aan aardwarmte per jaar. Dat gebeurt door zo’n twintig installaties, vooral in de glastuinbouw. Dat moet naar het tienvoudige tot 50 PJ in 2030 en doorgroeien naar 200 PJ in 2050. In totaal streeft men naar zevenhonderd plekken voor geothermie. Dat vergt dan wel het slechten van technische barrières die nu het rendabel winnen van aardwarmte belemmeren.
Fieldlab Rijswijk Centre
TNO transformeerde het voormalige Shell-lab met steun van EZ, provincie Zuid-Holland en gemeente Rijswijk tot het Rcsg. Hier kan het instituut zijn nieuwe technologieën en productiemethoden ‘full scale’ en ‘full size’ uittesten.
De state-of-the-art faciliteiten daarvoor staan op zware funderingen in een extra hoog gebouw. Zoals een boorinstallatie boven een bijna 400 meter diepe researchput, hydraulische persen van 300 en 400 ton, drukvaten tot 1.000 bar, drie flow loops, een hydrostatische boorinstallatie en een leidingenstelsel en pompen.
Testen onder reële condities
Bedrijven in de sector en de maakindustrie kunnen hun componenten in het lab testen zonder zelf uitgebreid te investeren in een dure testomgeving. Bijna alle ondergrondse condities zijn reëel na te bootsen met de reële afmetingen. Zo kunnen de testers vaststellen hoe producten, materialen en componenten zich onder hoge druk of bij extreme temperaturen gedragen op kilometers diepte.
Samenwerking
TNO werkt met bedrijven in een open innovatiemodel samen. Rond de verschillende onderzoeksprogramma’s vormt het consortia van bedrijven. Zoals bedrijven die zich bezighouden met geothermie, warmteopslag, zoutwinning, machinebouw, leveranciers van componenten en materialen. Daarnaast werkt het instituut nauw samen met kennispartners TU Delft en Universiteit Utrecht. Daarbij ligt de nadruk op het terugbrengen van de kosten en het versterken van veiligheid. De uiteenlopende projecten worden programmatisch georganiseerd.
Voorbeelden
Met Huisman GEO, energiebedrijf Engie en EBN werkt TNO aan een nieuwe boortechniek. Die moet winning van aardwarmte uit dunne lagen profijtelijk maken. Het gaat om het zogeheten multilateraal boren, bekend uit de olie- en gaswinning. Hierbij vertakt de boor zich in drie richtingen. Als het lukt om deze techniek geschikt te maken voor het winnen van geothermie, kan de opbrengst verdubbelen. Er zijn proeven voorzien in een 2,5 kilometer diepe aardlaag bij Zwolle. Vooraf vinden techniektests plaats in het lab in Rijswijk tot een diepte van 400 meter.
Met een internationaal consortium en een uit Shell voortgekomen Nederlandse start-up gaat een testprogramma van start met een innovatieve, horizontale boortechniek. Deze leent zich met name voor de Nederlandse ondergrond.
Corrosie en stromingsweerstand
Op kilometers diepte valt vaststellen van de conditie van de putconstructie niet mee. Dat terwijl boormaterialen lijden door corrosie. Met bedrijven en universiteiten werkt TNO aan smart casing, nieuwe materialen en geïntegreerde sensoren, vergelijkbaar met de moderne sensortechnologie in auto’s. Deze technologieën moeten onderhoudskosten verlagen.
Een ander onderzoek richt zich op verlaging van de stromingsweerstand in pijpleidingen. Dat maakt het mogelijk om kleinere leidingdiameters, kleinere pompen en kleinere geothermische putdiameters te installeren.
