Snellere grondwaterreiniging door warmte-koudeopslag
Warmte-koudeopslag is meer dan een duurzame energiebron. Door het
systeem van opslag en onttrekking van warmte en kou is vervuild
grondwater zeker tien keer sneller schoon te maken dan met bestaande
technieken. Dat toont promovendus Zhuobiao Ni van Wageningen
University aan in zijn proefschrift, dat hij op 8 december
verdedigt.
Foto: Zhuobiao Ni (foto Wageningen UR)
Warmte-koudeopslag (WKO) wordt gebruikt om in de zomer warmte uit
huis op te slaan in het grondwater. In de winter wordt de energie
weer gebruikt als verwarming van woningen of andere gebouwen. Met
deze technologie is ’s zomers en ’s winters een optimaal
binnenklimaat in woning of kantoor te creëren, zonder gebruik van
fossiele bronnen.
Vervuild grondwater
Een WKO-systeem wordt nu in principe alleen toegepast bij schoon
grondwater, uit angst voor verspreiding van bodemvervuiling.
Nederland telt echter ongeveer 11 duizend locaties waar de
bodemvervuiling risico’s met zich meebrengt bij huidig of toekomstig
gebruik. Vaak komt die vervuiling door gechloreerde oplosmiddelen
uit voormalige chemische wasserijen. Die locaties zijn vooral in
steden te vinden − waar WKO’s juist goed toepasbaar zijn. Oppompen
en behandelen van het door de bodemverontreiniging vervuilde
grondwater kan, maar dan staat er twintig tot dertig jaar een pomp
te draaien. Ook bij biologische bodemsanering ter plaatse duurt het
meestal enkele tientallen jaren om deze verontreinigingen af te
breken. Het is bovendien erg duur.
Snellere bodemsanering
De Wageningse promovendus Zhuobiao Ni toont nu echter aan dat
warmte-koudeopslag de biologische bodemsanering stimuleert en
versnelt. Het systeem is net een wasmachine: in de buizen die de
grond in gaan beweegt het water heen en weer. De micro-organismen
die de verontreiniging ‘opeten’, gaan zich daardoor hechten aan de
vuile bodemdeeltjes, blijkt uit laboratoriumproeven, en kunnen zo
extra veel vervuiling opnemen. De organismen zoeken bovendien de
warme put op waar ze zich veel sneller vermeerderen. “Het is een
zichzelf versterkend proces waardoor de bacteriën tot een factor
tien meer vervuiling opnemen en onschadelijk maken”, vertelt Ni’s
copromotor Tim Grotenhuis van de Environmental Technology Group van
Wageningen University. Als het in de praktijk net zo vlot verloopt
als in het lab, bereikt de combinatie van WKO en biologische
sanering in drie jaar evenveel als de huidige technieken in dertig
jaar. Bovendien is het veel goedkoper, vertelt Grotenhuis. In situ
bodemverontreiniging in het stationsgebied van Utrecht zou zo’n 100
miljoen euro hebben gekost, met de ‘biowasmachine’ 11 miljoen,
becijferden de onderzoekers.
Grotenhuis: “De combinatie van WKO en biologische
grondwaterreiniging is daarmee een duurzaam huwelijk tussen duurzame
energieproductie en grondwaterreiniging. Bodemenergie is bovendien
belangrijk voor de energietransitie. Het is minder zichtbaar dan zon
en wind, maar wordt, misschien ook daardoor, vaak over het hoofd
gezien als duurzame energiebron.” WKO’s kunnen bovendien gekoppeld
worden, waardoor een smart grid ontstaat. Bedrijven met een
warmteoverschot kunnen zo bijvoorbeeld woningen verwarmen, en
woningen die bedrijven weer helpen koelen.
Hogere grondwatertemperatuur
Eerder toonden de Wageningse milieutechnologen al aan dat het in
chemisch en biologisch opzicht geen bezwaar is als de gemiddelde
grondwatertemperatuur over het jaar omhoog gaat. Nu is 10 graden
Celsius de norm (met een warme put van circa 17 graden en een koude
put van rond de 5 graden), maar het gemiddelde kan volgens de
onderzoekers ook 25 tot 30 graden Celsius worden.
Ni publiceerde in november met collega’s in het toptijdschrift
voor milieutechnologen Environmental Science & Technology (EST). Het
onderzoek van Ni werd onder meer mogelijk gemaakt door Deltares,
Brabant Water, BioClear en IF Technology.
