Water uit ondergelopen mijngangen, verwarmt huizen in Heerlen. Deze techniek kan in heel Nederland en een groot deel van Vlaanderen worden toegepast.

Met ondergelopen mijngangen als buffer, wordt in de regio Heerlen door Mijnwater B.V. een lagetemperatuurwarmtenet (LT-warmtenet) uitgerold dat steeds meer woningen en bedrijfsgebouwen op duurzame wijze verwarmt en koelt. Uit recent onderzoek blijkt dat het inmiddels tot een ‘smart thermal grid’ opgewaardeerde systeem in heel Nederland kan worden toegepast. Met dank aan de Limburgse koempels.

Is het ironie of schitterende symboliek? Hoe het ook zij: dezelfde koempels die in de eerste helft van de twintigste eeuw in de regio Heerlen de mijngangen groeven die nodig waren om steenkool te winnen, werden in 2003 te hulp geroepen toen de gemeente het plan opvatte om het met grondwater volgelopen gangenstelsel voor duurzame energiewinning in te zetten. Immers, met op de diepten 700 meter en 250 meter een constante watertemperatuur van respectievelijk 28°C en 16°C kon het mijnwaterreservoir worden beschouwd als een potentiële geothermische bron van jewelste. Maar hoe kon het water omhoog worden gepompt, in de wetenschap dat de mijnschachten destijds hermetisch waren afgesloten met een prop van beton en puin? “Oud-mijnwerkers wisten nog precies waar geboord moest worden om, op honderden meters diepte, bij het water te kunnen komen”, vertelt communicatieadviseur Marlie Dix van Mijnwater B.V., het bedrijf dat in 2013 door de gemeente Heerlen werd opgericht om de plannen door te ontwikkelen.

“Oud-mijnwerkers wezen waar geboord moest worden om mijnwater te bereiken”

Zover was het in 2005 nog lang niet. In het kader van het Mijnwaterproject van de gemeente Heerlen werden toen met steun van de Europese Unie en Agentschap NL vijf bronnen geboord: twee warme bronnen in het noordelijke deel van Heerlen, op een diepte van 700 meter voor de winning van warm water van ongeveer 28°C, twee koude bronnen in het zuidelijke deel van Heerlen op een diepte van 250 meter voor de winning van koud mijnwater van ongeveer 16°C en één retourbron op een diepte van 350 meter voor het injecteren van afgekoeld warm en opgewarmd koud mijnwater.

Na de aanleg van een ‘driepijps’ mijnwaterdistributienetwerk met een lengte van acht kilometer, de zogenaamde ‘backbone’ of hoofdleiding, werd in 2008 de eerste mijnwaterenergiecentrale ter wereld opgericht: Gen Coel. Vanaf dat moment konden gebouwen individueel op het mijnwaternet worden aangesloten. Het complex Heerlerheide Centrum had de primeur: met in elk gebouw een energiecentrale met warmtepompen, werd in eerste instantie 30.000 m2 aan woningen, kantoren, gemeenschappelijke voorzieningen en een supermarkt verwarmd en gekoeld met behulp van mijnwater. De tweede afnemer was het 22.000 m2 grote kantoor van het Centraal Bureau voor Statistiek (CBS).

“CO2-uitstoot warmtevoorziening 75 procent lager dan bij gasgestookte cv-ketels”

Inclusief het Maankwartier, de door kunstenaar Michel Huisman ontworpen nieuwe en spraakmakende stationsomgeving van Heerlen, staat de teller met een hotel en een NS-station momenteel op ruim 200.000 m2. Bij de 350 afnemers ligt de CO2-uitstoot van hun warmtevoorziening gemiddeld 75 procent lager dan bij gasgestookte cv-ketels. De meeste gebruikers zijn enthousiast, al moeten bewoners die gewend zijn aan gas wennen aan de overstap naar koken op inductie. Ook de effectiviteit van de ‘comfortkoeling’, zoals Mijnwater het noemt, roept soms vragen op: via vloerverwarming kan het water van 16°C de binnentemperatuur op 24 tot 25°C brengen, maar dat lukt niet als het buiten 30°C is en de ramen open staan. Dix: “Dat het systeem werkt, bleek afgelopen zomer. Op de warmste dagen was het buiten tegen de 40°C maar lukte het om de binnentemperatuur op een behaaglijke 21 tot 24°C te houden, uiteraard op voorwaarde dat de ramen dicht bleven. En dat zonder stroomvretende airco’s.”

“Verdere opschaling nodig om goedkoper te worden dan gasgestookte cv-ketel”

Ook de kosten van het vernuftige stadsverwarming en -koudesysteem zijn een aandachtspunt voor Mijnwater. “Verdere opschaling is nodig om goedkoper te worden dan een gasgestookte cv-ketel”, blikt Dix vooruit. Lagetemperatuurwarmte is bovendien alleen effectief in combinatie met goede isolatie. Samen met woningcorporaties heeft Mijnwater daarom een pakket ontwikkeld om woningen met eenvoudige isolatiemaatregelen geschikt te maken. Dix: “Een integrale aanpak moet er in de toekomst voor zorgen dat klanten 30 procent minder kosten hebben voor warmte ten opzichte van het gemiddelde energieverbruik.”

Tot nu toe zijn vooral nieuwbouwwijken aangesloten op het mijnwaternet, maar de techniek is ook beschikbaar voor bestaande bouw, zowel in de huur- als de koopsector. Mijnwater heeft momenteel tientallen projecten in de pijplijn, die er onder andere voor moeten zorgen dat er in de periode tot 2040 in de regio Parkstad Limburg 110.000 woningen worden aangesloten. Nieuw is onder andere dat iedere woning behalve van een warmtepomp ook is voorzien van een boilervat voor 200 liter warm water. “Op die manier kunnen we de warmtevraag slim afstemmen op het aanbod,” lichtte voormalig Mijnwater-directeur Louis Hiddes die verandering destijds toe. Voor hij het stokje overdroeg aan Angelique Palmen, leidde hij de evolutie in goede banen. “Het datacenter van APG draait bijvoorbeeld 24 uur per dag. De restwarmte die daarbij vrijkomt, kunnen we opslaan in buffers en boilers zodat die beschikbaar is als er een actieve vraag is.”

“Mijngangenstelsel niet meer een bron, maar een buffer”

Wat in 2005 begon met het boren van vijf bronnen, heeft zich doorontwikkeld tot de ‘vijfde generatie stadsverwarming en -koeling’. Binnen dit ‘5GDHC’, zoals het ook wel wordt genoemd, fungeert het mijngangenstelsel waarmee alles begon niet meer als bron, maar als buffer. Van eventuele uitputting kan daardoor geen sprake meer zijn. “Er is een volwaardige thermische ‘Smart Grid’ voor verwarming en koeling met een duurzame hybride energie-infrastructuur ontwikkeld,” legt Dix uit. “Daarbij zorgt een zelfstandig leidingennetwerk voor zowel warmte als koude aan de aangesloten klanten. Onderlinge uitwisselingen van warmte of koude tussen de ‘backbone’ en elk clusternet vinden plaats via ondergrondse kelders of ‘uitwisselstations’, waar warmtewisselaars en pompen zijn opgesteld. Het water in de mijnen fungeert nog slechts als een reservevoorraad.”

Volgens een recent onderzoek van CE Delft en IF Technology zou de mijnwatertechnologie in heel Nederland toegepast kunnen worden. Mijngangenstelsels als in Zuid-Limburg ontbreken elders uiteraard, maar door in plaats daarvan ondergrondse ‘ecovaten’ als buffers te gebruiken en een lokaal thermisch energienetwerk, kunnen in totaal drie miljoen Nederlandse woningen met de zogenaamde vraaggestuurde LT-warmtenetten worden verwarmd. Dix: “En dus van het aardgas af.”

“Dankzij zonnepanelen en windmolens, komt moment in zicht dat CO2-emissie nihil is”

Als eerste directeur gaf Hiddes de aanzet voor de evolutie naar een op geothermie gebaseerd ‘demand supply system’ dat zich, met een gezondere leefomgeving en een rendementstoename van 500 tot 600 procent als doelen, kenmerkt door een nauwkeurige afstemming op de weersvoorspelling en de klantvraag. Zijn opvolger Angelique Palmen heeft voorlopig vooral haar handen vol aan het uitrollen en opschalen van Mijnwater B.V. Er is een nauwe samenwerking met zestig Europese partijen en steden als Parijs, Glasgow, Bochum en Nottingham en het is iedere keer weer een mooie opsteker als het duurzame initiatief wordt onderscheiden. In 2015 bijvoorbeeld met de ‘European Geothermal Innovation Award’ en eerder dit jaar met de prestigieuze ‘Green Solutions Award’. “Zowel voor het oppompen en het verpompen van het warme en koude water als voor de warmtewisselaars is nu nog netstroom nodig,” stipt Dix een verbeterpunt aan waar veel aandacht aan wordt besteed. “Door steeds meer hernieuwbare energie in het systeem te integreren, die bijvoorbeeld wordt opgewekt door zonnepanelen en windmolens, komt er een moment waarop de CO2-emissie nihil is.”

“GEBO uit Dessel speelt een belangrijke rol !”

Een Vlaams boorbedrijf speelt sinds 2013 een belangrijke rol in het verfijnen van de geothermische toepassing; GEBO uit Dessel is partner voor het bepalen van de pompsystemen en boringen voor de uitbreiding van het energie-net ! De jarenlange ervaring en kennis van GEBO in samenwerking met Mijnwater BV zijn niet alleen een bron van energie, maar ook de sleutel tot succes van het geothermisch systeem …