Btn mobile menu gray

Energie uit de aarde

De energie die we nodig hebben om alle apparaten om ons heen te laten werken, halen we voornamelijk uit fossiele brandstoffen. Dat is helaas niet bepaald goed voor het milieu. Een ander probleem is dat de fossiele brandstoffen op een gegeven moment opgebruikt zullen zijn. Daarom is het handig dat er nog meer manieren bestaan om energie te winnen, bijvoorbeeld uit water, of uit warmte diep in de aarde.

Hoe dieper je gaat graven, hoe warmer het wordt. Eén kilometer onder het aardoppervlak is de temperatuur al zo'n 40 graden Celsius, en 99% van het binnenste van de aarde is warmer dan 1000 graden! Dat verschil in warmte kan op meerdere manieren gebruikt worden om energie te winnen. Vooral in gebieden met veel vulkanische activiteit kan er op grote schaal deze 'geothermische energie' opgewekt worden, maar ook in Nederland wordt aardwarmte wel eens gebruikt voor het verwarmen van huizen.

Heetwaterbronnen

Er zijn op aarde meerdere gebieden waar de warmte uit het binnenste van de aarde als het ware naar de oppervlakte 'borrelt', veelal in door vulkanisme gevormde landschappen. Dat leidt bijvoorbeeld tot het bestaan van heetwaterbronnen. Een mooi voorbeeld hiervan bevindt zich in Nieuw-Zeeland.

Figuur 1: Dit kun je krijgen in gebieden waar de aarde dicht onder de oppervlakte erg warm is: kokende modderpoelen, heet water en vaak ook een vieze zwavellucht. De foto is gemaakt in het gebied Wai-O-Tapu in Nieuw-Zeeland.

Als er onder het aardoppervlak voorraden heet water zitten, kan dit water afgetapt worden, en in de vorm van stoom gebruikt worden om een turbine aan te drijven, die vervolgens een generator aandrijft om stroom op te wekken. Dit verschilt verder niet van het systeem in een normale energiecentrale.

Figuur 2: Zo ziet de aardwarmtecentrale van Wairakei, ook in Nieuw-Zeeland, er uit. Hier wordt heet water afgetapt om turbines aan te drijven.

Hete rotsen

Op grote diepte in de aarde bevinden zich gesteentelagen met hoge temperaturen (het zogenaamde Hot Dry Rock, oftewel Hete, Droge Rots). Hier valt de warmte op een soortgelijke manier te winnen: op een bepaalde plaats wordt er via een leiding water onder een enorm hoge druk in de gesteentelaag geperst. Door de hoge druk kan dat water kleine kanaaltjes in het gesteente openbreken, of al bestaande kanalen verbreden.

Vervolgens kan er dus water door het gesteente heen gepompt worden en op een andere plaats weer naar de oppervlakte gehaald worden, om daar een turbine aan te drijven of bijvoorbeeld een stad te verwarmen. Zo is er dus een kringloop ontstaan voor het water, dat telkens weer warmte opneemt van de hete gesteentelagen. Het hete gesteente vervult hier dus dezelfde rol als de verbrandingsoven van een steenkolencentrale, met als voordeel dat er geen brandstof nodig is en er geen schadelijke gassen ontstaan...

Figuur 3: Schema van een aardwarmtecentrale. Via de injectieput wordt water een hete rotslaag in gepompt, via een of meer andere putten wordt het verwarmde water weer omhooggepompt. Dat kan dan de turbines aandrijven in de energiecentrale.

Warmteopslag

Ondergrondse waterreservoirs kunnen ook gebruikt worden om de temperatuur van gebouwen te regelen. Dat is mogelijk omdat de temperatuur van die waterreservoirs niet afhangt van het seizoen. In de zomer kan er koud water uit een reservoir omhooggepompt worden om een gebouw te koelen, dat, als het opgewarmd is, in een ander reservoir wordt opgeslagen. In de winter kan datzelfde water, dat nog steeds warm is, weer omhooggehaald worden om het gebouw te verwarmen. Het afgekoelde water wordt weer bewaard voor de zomer, enzovoorts. Zo is er geen energie nodig voor een verwarming of airco.