Aardwarmte is duurzaam, maar ook moeilijk omhoog te krijgen. Een innovatieve techniek haalt CO2 uit de lucht en aardwarmte veel makkelijker uit de bodem.
De nieuwe techniek werd vorige week gepresenteerd tijdens de vergadering van het American Geophysical Union onthult. De techniek is gedoopt onder de naam ‘CO2 Plume Geothermal Power’ (CPG) en combineert CO2-afvang met traditionele aardwarmte (geothermie). Onderzoeksteams van de University of Minnesota, Lawrence Livermore National Laboratory en de Ohio State University werken samen om CPG verder te ontwikkelen.
De techniek volgt een drietrapsraket. CPG maakt gebruikt van vloeibaar CO2, dat eerst in gasvorm afgevangen wordt bij fabrieken en andere fossiele brandstof verbrandende faciliteiten. Het broeikasgas wordt vervolgens in vloeibare vorm diep in de aarde gepompt. Daar warmt de aarde het op, waarna het tot slot in door de opgebouwde druk met veel energie weer omhoog komt. Die energie is duurzaam te noemen.
Locaties en opslag
De verwachtingen van de revolutionaire techniek zijn hoog. In veel regio’s is de winning van aardwarmte normaliter economisch onrendabel. Huidige geothermische installaties zijn afhankelijk van hun locatie. Hier moet warm water in de diepere lagere van de grond aanwezig zijn om hitte te kunnen winnen.
CPG kan op veel meer locaties ingezet worden, ook waar zich geen geschikt ondergronds waterreservoir bevindt. Daardoor komen ook deze regio’s opeens in aanmerking voor deze vorm van duurzame energieopwekking. Met een opbrengst waarvan beweerd wordt dat deze tien keer hoger ligt dan traditionele geothermie ontstaat er een diepe kloof tussen beide technieken.
Een interessante bonus van CPG is verder dat het kan dienen als energieopslag. Energie van hernieuwbare bronnen kan opgeslagen worden door deze in te zetten om CO2 om te zetten van gas naar vloeibare vorm. Het vloeibare CO2 kan dan later, op een gewenst tijdstip, ingezet worden om warmte te winnen.
Kruising
Sciencefiction of niet, de techniek wordt omschreven als een kruising tussen een typische geothermische installatie en de deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC). Het vloeibare CO2 wordt namelijk in horizontale concentrische ringen gepompt die diep in de bodem van de aarde komen te liggen.
De hoeveelheid energie die er bij geothermie opwekt kan worden is onder andere afhankelijk van drukverschillen. De potentiële hoeveelheid duurzame energie die met behulp van CPG opgewekt kan worden is groter dan bij traditionele geothermie.
Naast het feit dat CO2 sneller door het gesteente stroomt dan water is het ook beter in staat om hitte op te nemen. Een andere eigenschap van CO2 is dat het zich meer uitzet dan water wanneer het verhit wordt. Hierdoor wordt het drukverschil tussen het ingepompte CO2 en het ondergronds verhitte CO2 veel groter dan bij water het geval is. .
De uitzetting van het vloeibaar CO2 is zo groot dat het een druk genereert waardoor het eigenhandig de oppervlakte weer bereikt. Dit effect noemt men ook wel het thermosifon-effect. Dankzij dit natuurkundig verschijnsel worden pompinstallaties overbodig. Kortom, er is minder energie nodig om geothermische elektriciteit op te wekken met een algehele hogere efficiëntie.
Video
De techniek wordt verder in het Engels uitgelegd in de onderstaande YouTube video. De uitleg van de techniek begint op 8:40.
Bron: Treehuggers | Foto: Simon Harrod via Flickr
