© 2003 Henk Leenaers
Tweehondertachtig gezinnen in Houten hebben geen gasmeter in hun meterkast en geen CV-ketel op zolder. In de in 2002 gereedgekomen nieuwbouwwijk Hofstad worden kraanwater en binnenlucht op temperatuur gebracht met bodemwarmte, afkomstig van 40 meter onder de grond. Opgepompt grondwater verwarmt het water in de leiding die via de kruipruimte deze woningen binnenkomt. Een warmtepomp op zolder onttrekt warmte aan het leidingwater en geeft het weer af aan de verwarming en de boiler. Het water dat de woning verlaat is 4 graden afgekoeld, tot 8 graden Celsius. Anders dan een koelkast, die de lucht opwarmt terwijl melk en bier worden gekoeld, onttrekt een warmtepomp juist warmte aan zijn omgeving. Een omgekeerde koelkast dus, die - als de temperatuur van het aangevoerde water te laag is - hulp krijgt van een elektrisch verwarmingselement. In de Houtense nieuwbouwwijk zijn alle 280 warmtepompen aangesloten op één collectieve grondwaterbron. Dat is uitzonderlijk, veel vaker tapt ieder huis zijn eigen warmte uit de grond. Niet het grondwater zélf wordt dan rondgepompt, maar de koelvloeistof in een gesloten circuit van twee verticale, kunststof buizen. Zo'n bodemwarmtewisselaar is een hoofdletter U: via de ene buis gaat koude vloeistof omlaag, via de andere warme vloeistof omhoog. Onder de grond warmt de koelvloeistof op, dat is gratis energie. Duurzame energie.Om aan de Kyoto-afspraken over CO2-reductie te kunnen voldoen, moet in 2020 tien procent van de totale energievoorziening afkomstig zijn uit duurzame bronnen zoals windenergie, zonne-energie en bodemwarmte. In 2001 was dat nog maar 1,3 procent. Bodemwarmte speelt nu alleen achter de komma een rol in de totale binnenlandse productie: van de 42,97 petaJoule (pJ oftewel 1015 Joule) duurzame energie in 2001 is slechts 0,66 pJ afkomstig uit de ondiepe ondergrond. Als het aan de regering ligt produceren we over twintig jaar 50 keer zoveel bodemwarmte. Tot 2020 wordt de helft van alle nieuwbouwwoningen daarom uitgerust met een bodemwarmtewisselaar: straks zijn er zo'n half miljoen huizen met bodemwarmte, tegenover negenduizend nu. Voor de kantoorbouw zijn de doelstellingen minstens zo ambitieus. Om driekwart van alle utiliteitsgebouwen in Nederland met bodemwarmte te stoken, zijn maar twintigduizend bodemwarmte-installaties nodig. Waarom zijn er in de woningbouw zo veel meer installaties nodig?
'Voor een eigen bodemwarmtewisselaar onder je huis is geen vergunning nodig in het kader van de Grondwaterwet,' legt Vincent van Hoegaerden uit, 'dat is het belangrijkste motief om te kiezen voor een klein systeem met kunststofbuizen.' Bij het Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO is hij adviseur over warmte- en koude-opslag in de ondergrond. Bij de aanleg van universiteiten en ziekenhuizen pakt men de zaken grootschaliger aan. Dertig tot honderd centimeter dik en minimaal vijftig meter diep boren twee buizen (een 'doublet') een watervoerende laag aan. Geen koelvloeistof, maar grondwater wordt opgepompt door die buizen: in de zomer koud water voor de airco, in de winter warm water voor de verwarming. 'Per doublet kun je een aardig kantoor verwarmen,' zegt Van Hoegaerden, 'ga maar na: een bodemwarmte-installatie van 25 MegaWatt met 30 doubletten verwarmt en koelt de hele Technische Universiteit van Eindhoven.' Veel minder boorgaten, veel meer vermogen. Zat de grondwatervergunning niet in de weg, dan zou één grootschalige bodemwarmte-installatie een hele woonwijk kunnen verwarmen, net als in Houten. Waarom subsidieert de overheid dan toch de aanschaf van kleinschalige installaties door consumenten?
'Het rendement van een bodemwarmtewisselaar en een warmtepomp ligt 40 tot 60% hoger dan de huidige, gasgestookte hoogrendementsketels.' Aan het woord is Dominic Brügemann, adviseur bodemenergie bij Joule Consult. 'Maar ook architecten zijn blij met warmtepompen, omdat je daarmee de energie prestatie coëfficiënt (EPC) flink vermindert,' vervolgt hij. 'Woningen moeten een in het Bouwbesluit vastgestelde EPC hebben, en die wordt steeds lager. Om onder de 0,8 te komen moet je een enorm pakket aan passieve maatregelen nemen, zoals isolatie en kleine ramen. Met een warmtepomp kom je in één klap op 0,6. Dat levert de architect veel vrijheid op bij het ontwerpen.' Goedkope bodemwarmte, lijkt het, vermindert de noodzaak van energiezuinig ontwerpen. Maar zijn de effecten van het afkoelen en opwarmen van de ondergrond wel voldoende gewogen? Raken de ingewanden van moeder Aarde niet van streek door al dat geboor en gepomp?
Van Hoegaerden: 'Het aanbrengen van de kunststofbuizen onder de grond is vaak een probleem. Per woning zijn dat er al gauw vijf. Bij het boren van de gaten prik je de kleilagen tussen grondwaterpakketten lek. Zeker bij goedkopere boortechnieken, zoals spuitboren, is het moeilijk om de doorboorde klei weer goed op de buis te laten aansluiten. Daardoor vermengt zoet grondwater uit de ene laag met zout grondwater uit de andere. Hetzelfde geldt voor schoon en vuil grondwater.' De natuur houdt niet van kwaliteitsveranderingen van het grondwater. Een zoetwaterplant legt het loodje na een slokje brak water. Drinkwaterbedrijven schrikken als ze een ondiepe grondwaterverontreiniging aantreffen in een diepe waterwinning. Dat brengt extra zuiveringskosten met zich mee. 'Effecten op het grondwater zijn nog niet goed bekend', vervolgt Van Hoegaerden, 'voorspellingen zijn meestal gebaseerd op extrapolaties van buitenlandse studies. Maar wat zegt dat over de slappe Nederlandse ondergrond? Boor je een gat in de polder dan komt eerst de vrije grondwaterspiegel ('freatisch' water). Daaronder zitten meestal nog twee 'watervoerende' zandlagen, gescheiden door kleilagen. En dat allemaal in de eerste vijftig meter. Over de grens zit hard gesteente direct onder het maaiveld, in Nederland honderden meters diep.'
Op weg naar beneden komt een boor eerst een natuurlijk archief tegen. Sporen van klimaatveranderingen, menselijke bewoning en milieuomstandigheden liggen opgeslagen in fijne laagjes zand, klei en löss. Kennisinstituut Alterra heeft berekend dat door menselijk graven per dag 10 hectare van deze 'aardkundig waardevolle gebieden' verdwijnt. In dit tempo is 70% van het archief binnen één eeuw vernietigd. Met bulldozers verwijderen we nu het eerste hoofdstuk uit het ondergrondse geschiedenisboek, straks maken we gatenkaas van de rest. Voor een aparte bodemwarmte-installatie onder de helft van alle nieuwbouwwoningen moeten we vier miljoen gaten boren, tientallen meters diep. Dat is evenveel als het aantal TV-antennes dat ooit de stadshorizon ontsierde. De kabel-variant van bodemwarmtewinning, zoals gebruikelijk in de kantoorbouw, vergt maar twee boorgaten per 1.000 woningen: één warme en één koude bron. Een distributiesysteem ('de kabel') voorziet daarmee een hele woonwijk van warmte. Opgeteld levert dat hoogstens enkele duizenden boringen voor een half miljoen woningen. Maar is dat nou veel, duizenden of zelfs miljoenen nieuwe boringen? Navraag bij de beheerder van DINO, de database met alle Data en Informatie van de Ondergrond van Nederland, leert dat de afgelopen eeuw 400.000 boringen zijn verricht, het grootste deel ondieper dan 10 meter. Met de regeringsplannen komen daar in 20 jaar nog eens tien keer zoveel boringen bij, gemiddeld vijf keer zo diep. 'Als we ooit besluiten die vier miljoen buizen weer te verwijderen, bijvoorbeeld vanwege lekkage van antivries, dan worden die gaten nog twee keer zo groot', volgens Van Hoegaerden van TNO, 'want dat kan alleen zoals je een klokhuis uit een appel haalt: door er een groter gat omheen te boren.'