Presentatie Geothermie

GEOTHERMIE VOOR WARMTENET

MR AMSTERDAM

Hans Veldkamp Joris Koornneef Maurice Hanegraaf

[email protected]

INHOUD

Geothermie

Welke smaken zijn er

Waar zijn we naar op zoek

HTO

Geologie: wat zit er onder onze voeten en kunnen we er iets mee

ThermoGIS: in kaart brengen van het geothermisch potentieel

(on-) Mogelijkheden geothermie voor de regio

2 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam


KENNISMAKEN MET DE FAMILIE

GEOTHERMIE

Toename temperatuur in Nederland ≈ 31 °C/km)

Verscheidenheid van toepassing geothermie


LATEN WE EENS AFDALEN…

Bron: Duijvestijn Tomaten


WAAR NAAR OP ZOEK?

Starten vanuit de vraag: waar is geothermie mogelijk en welke toepassingen hebben daar baat bij?

wat wil je met de warmte, want dat bepaalt de gewenste capaciteit (combinatie benodigde

temperatuur en debiet (m³/uur))

Voorbeelden:

Eén woonwijk verwarmen?

Warmtenet in de stad voeden (LT/HT)?

Hoogwaardige warmtevraag van industrie verduurzamen?

Cascadering van warmte?

Geo-Elektriciteit?

Als je dat weet (of meerdere scenario’s hebt gedefinieerd), dan kun je stellen dat je:

De wil met , tegen


Gebaseerd gemeten temperatuurdata in Nederland, is de

gemiddelde geothermische gradiënt: ~30 ºC/km

Gemeten waarden zijn bijproduct met fout van ± 10 ºC/km

Dus op 5 km diepte is dat 110 – 210ºC

En op 7 km diepte zelfs 150 - 250ºC

En de temperatuur verschilt lokaal als gevolg van:

Verschillen in de warmteflux vanuit de aarde

Geologie en fysieke eigenschappen van gesteenten

Geologische geschiedenis


Conventionele geothermische putten maken gebruik van de

natuurlijke doorlatendheid van gesteentes; oftewel de permeabiliteit

De permeabiliteit komt doordat poriën in het gesteente met elkaar

in verbinding staan (primaire~), of door het ontstaan van breuken

en/of cavitaties (secundaire~)

Deze permeabiliteit neemt doorgaans af met de diepte, omdat het

gesteente met de diepte steeds verder in elkaar gedrukt wordt

Daarom vinden we ook vrijwel geen conventionele geothermisch

putten dieper dan 3 kilometer

Dieper dan ruwweg 3 kilometer, biedt doorgaans een te lage

natuurlijke permeabiliteit voor een geothermisch doublet

NB: Permeabiliteit is de mate waarin de poriën met elkaar in contact staan (eenheid is Darcy (D)).

De hoeveelheid poriën t.o.v. de hoeveelheid steen in een bepaalde laag, is de porositeit (eenheid %)


De investeringen aan de voorkant van een geothermisch project worden

voor een groot deel bepaald door de boorkosten

De boorkosten worden bepaald door het aantal dagen

Dit is afhankelijk van:

diepte

lengte boorgat

type gesteente

diameter gat

productieput Den Haag doublet (DWA, E.ON

Benelux & IF Technology (2008) and Schoof (2013)


Depth 1500 - 3000 mTVD

Temperature 65 – 100 °C

Power 5 – 15 MWth

Carboniferous

limestone

Jurassic /

Cretaceous

sandstone

Permian

sandstone

Triassic

sandstone

AQUIFERS GESCHIKT VOOR GEOTHERMIE



MIJNWET 1813: GEGEVENS ONDERGROND OPENBAAR

http://www.nlog.nl

DOUBLET PRESTATIE


Flowrate Q

permeability×thickness

Sr

L

kHpQ

w

ln

2

E [MWth] = Q×dT×CP

Δp


3D and 2D seismic

Wells

Well logs

Core plugs

Well tests

Burial / uplift

Borehole temperature

Heatflow model

Kombrink et al. 2012,

Pluymaekers et al. 2012,

Bonté et al. 2012


3D and 2D seismic

Wells

Well logs

Core plugs

Well tests

Burial / uplift


Heatflow model



Bonté et al. 2012

BEREKENING TECHNISCHE PRESTATIE DOUBLET

20 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam DoubletCalc software available from www.nlog.nl

Aq

uif

er

Do

ub

let

We

lls

GEOTHERMISCH VERMOGEN ROTLIEGEND


ongestimuleerd gestimuleerd


GEOTHERMISCH VERMOGEN ROTLIEGEND

ongestimuleerd gestimuleerd

23 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam www.thermogis.nl

EFFECT VAN PERMEABILITEIT OP VERMOGEN


Permeabiliteit is

showstopper op

grotere diepte

ENHANCING DOUBLET PERFORMANCE – WHICH

PARAMETER TO CHANGE?

25 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam Van Wees et al. 2012


MR AMSTERDAM: POTENTIE ROTLIEGEND EN DINANTIEN


THERMOGIS:

POTENTIE

‘UNKNOWN’

Zeer weinig boordata

Complexe geologie

Verschillende hypotheses

permeabiliteit Rotliegend


Amsterdam

PERMEABILITEIT ROTLIEGEND (THERMOGIS)


30 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam Bron: IF Technology, VU Amsterdam, 2010

PERMEABILITEIT ROTLIEGEND (IF / VU)

DINANTIEN KALKSTEEN ALS ALTERNATIEF

Dikte carbonaatplatform Luttelgeest 700m

Ter vergelijking met carbonaat niet op een

platform: Winterswijk (WSK-01): 180m

Haarlem - Amsterdam op Dinantien

carbonaat platform (cf. Kombrink, 2008)


DIEPTE DINANTIEN KALKSTEEN

Diepte top Dinantien: 5000 - 6000m binnen regio

Gebaseerd op regionale seismische interpretatie & snelheidsmodel

Slechte seismische dekking: onzekerheid in diepte +/- 700m


ONDERGRONDSE RANDVOORWAARDEN

Diepte Dinantien Kalksteen (mid reservoir): 5500m +/- 700m

Dikte Dinantien Kalksteen: 700m

Temperatuur @ 5500m: 182°C +/- 20°C

Natuurlijke doorlatendheid zeer laag: 0.1 – 10 mD

Verkarsting?

15 oktober 2013 33 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam

SCENARIO 1: NIET-DOORLATEND GESTEENTE

Goede doorlatendheid fractures

Goed debiet (lage onzekerheid)

Vroegtijdige doorbraak koud water

Veel fractures nodig (>10)

1

σH

σh

600m

producer injector

fracture

80°C

182°C


SCENARIO 2: DOORLATEND GESTEENTE

Karst en/of natuurlijke fractures

Geen doorbraak koud water

Effectiviteit hangt af van mate van

natuurlijke doorlatendheid (hoge

onzekerheid)

Beperkt aantal fractures nodig

2

σH

σh 2km

producer injector

fracture

80°C

1000 m

182°C

1000 m 35 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam

BEDANKT VOOR UW AANDACHT

Presentatie Geothermie

Presentations & Public Speaking

Transcript of Presentatie Geothermie