presentatie geothermie
TRANSCRIPT
GEOTHERMIE VOOR WARMTENET
MR AMSTERDAM
Hans Veldkamp Joris Koornneef Maurice Hanegraaf
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
3 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
KENNISMAKEN MET DE FAMILIE
GEOTHERMIE
Toename temperatuur in Nederland ≈ 31 °C/km)
Verscheidenheid van toepassing geothermie
4 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
LATEN WE EENS AFDALEN…
Bron: Duijvestijn Tomaten
5 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
6 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
7 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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 %)
8 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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)
10 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
11 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
12 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
MIJNWET 1813: GEGEVENS ONDERGROND OPENBAAR
http://www.nlog.nl
13 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
DOUBLET PRESTATIE
14 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
Flowrate Q
permeability×thickness
Sr
L
kHpQ
w
ln
2
E [MWth] = Q×dT×CP
Δp
15 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
16 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
17 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
18 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
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
21 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
ongestimuleerd gestimuleerd
22 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
GEOTHERMISCH VERMOGEN ROTLIEGEND
ongestimuleerd gestimuleerd
23 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam www.thermogis.nl
EFFECT VAN PERMEABILITEIT OP VERMOGEN
24 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
Permeabiliteit is
showstopper op
grotere diepte
ENHANCING DOUBLET PERFORMANCE – WHICH
PARAMETER TO CHANGE?
25 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam Van Wees et al. 2012
26 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
MR AMSTERDAM: POTENTIE ROTLIEGEND EN DINANTIEN
27 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
THERMOGIS:
POTENTIE
‘UNKNOWN’
Zeer weinig boordata
Complexe geologie
Verschillende hypotheses
permeabiliteit Rotliegend
28 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
Amsterdam
PERMEABILITEIT ROTLIEGEND (THERMOGIS)
29 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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)
31 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
DIEPTE DINANTIEN KALKSTEEN
Diepte top Dinantien: 5000 - 6000m binnen regio
Gebaseerd op regionale seismische interpretatie & snelheidsmodel
Slechte seismische dekking: onzekerheid in diepte +/- 700m
32 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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
34 | Geothermie voor warmtenet MR Amsterdam
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