Onderzoek en innovatie

Ondanks dat geothermie een eeuwenoud concept is, zijn de specifieke aardwarmte operaties in Nederland relatief nieuw. Sinds de jaren 70 draagt de diepe ondergrond (500 – 4000 m) in het buitenland met succes bij aan het leveren van warmte en/of het opwekken van elektriciteit. Echter zijn er door de geologische diversiteit, verschillende types aardwarmte systemen (plays) over de wereld. Plays die enigszins vergelijkbaar zijn met de situatie in Nederland (matrix-dominated zandsteen reservoirs tussen 1500 en 2500 m diepte) zijn beperkt tot de geothermische operaties in Noord-Duitsland en Albanië.

Het eerste geothermische doublet in Nederland is in 2007 ontwikkeld in het Westland. Vanaf dat moment zijn daar tot nu toe meer dan twintig projecten bij gekomen. Met ruim veertig projecten in de pijplijn zet het de groei binnen de geothermie sector door. Echter om deze groei vast te houden blijft onderzoek en innovatie noodzakelijk. In 2018 zijn de belangrijke knelpunten binnen de sector samengevat in het rapport Innovatie Roadmap Geothermie Nederland. Er is de afgelopen tijd weliswaar progressie geboekt, tal van deze knelpunten moeten nog geoptimaliseerd worden en vragen nog om gedetailleerde aandacht.

Om bij te dragen aan de verdere groei van de geothermie sector én om onze klanten optimaal te ondersteunen is onderzoek en innovatie een van de speerpunten van Veegeo. Sinds de oprichting in 2012 verricht Veegeo voortdurend interne innovatie onderzoeken en draagt het bij aan grote sectorbrede onderzoekprogrammas. Hieronder staat een lijst van de verscheidene onderzoeken waarbij Veegeo betrokken is/was.

Interne onderzoeken binnen Veegeo:

  • Put integriteit. De ontwerpen van de putten tot op heden sluiten niet altijd aan op de ontwerpeisen van veilige en economisch langdurige productie. Dit thema wordt in drie deel projecten aangekaart: (i) verlenging levensduur putten, (ii) put afwerking (completion), en (iii) corrosie. Voor de verlening van de levensduur wordt voornamelijk gekeken naar het gebruikte materiaal, het ESP ontwerp en reductie van operationele kosten, en het contact met het reservoir. Bij de put afwerking wordt gekeken naar de operationele knelpunten bij het spuitkruis (well head) met betrekking tot druktesten en revisies. Bij corrosie onderzoeken wij de inhibitors en integriteitsmetingen.
  • Injectiviteitsproblemen. Bij het omhoogkomen van het productiewater via de productieput komen door drukafname gassen uit oplossing. Nadat vervolgens de warmte is onttrokken in de warmtewisselaar wordt het water dat geproduceerd is weer her-injecteert in het reservoir via de injectieput. Het ontgasproces en de afkoelen leiden echter tot geochemische reacties zoals pH-inbalans, scale-vorming, en mineraalprecipitatie. Deze reacties hebben een negatieve invloed op de injectiveit. Om deze problemen te mitigeren doen wij onderzoek naar (i) de geochemische stabiliteit van het productiewater, en (ii) verbetering/stimulatie injectieblokkades.
  • Microbiologie. Injectieblokkades kunnen ook gerelateerd zijn aan microbiologie. Naast het bepalen van de oorzaak van microbiologische activiteit, onderzoeken wij ook de effectiviteit van biocide en de invloed van corrosie inhibitoren. Daarnaast besteden wij ook veel aandacht aan het ontwikkelen van de meest effectieve behandelingsmethode.
  • Productiemodellen. Tijdens de productie van aardwarmte komen problemen vaak te laat aan het licht. Dit kan ernstige, kostbare gevolgen hebben, en leiden tot significante schade. Nauwkeurige, periodieke monitoring in samenhang met doelgerichte analyses dragen direct bij bij het mitigeren van dergelijke problemen. In combinatie met ons eigen put integriteit management systeem (WIMS) worden de productie modellen die Veegeo hiervoor heeft ontwikkeld voortdurend uitgebreid, getest, en geoptimaliseerd.
  • CO2 en NOx opslag in geothermie reservoirs. Voor het behalen van de klimaatdoelen is significante reductie van de CO2 en NOx uitstoot nodig. Naast het afvangen van deze emissie-gassen bij geothermische operaties, kan een aardwarmte reservoir ook dienen als opslag hiervan. Veegeo onderzoekt de verschillende parameters om de haalbaarheid van deze technieken in het Westland te toetsen.
  • Seismische monitoring. Alhoewel de mogelijkheid op voelbare events nihil is, ontwikkelt Veegeo kwalitatieve en kwantitatieve methodes om activiteit met betrekking tot geothermische operaties te analyseren. Dit gaat doormiddel van baseline analyses (0-metingen) en monitoren van potentiele events en putactiviteit.

Externe projecten waaraan Veegeo bijdraagt:

  • DIMOPREC – Development of a well impairment model for predicting clogging of geothermal injection zones. TKI-Gas subsidie project in samenwerking met Deltaris en TU Delft waar scale-vorming wordt onderzocht door middel van veld-analyses en numerieke geochemische modellen. Veegeo heeft als onderdeel van dit project een mobiel “side stream” tool (SKID) ontwikkeld voor verschillende veld-analyses. Gestart in 2020.
  • SUCCEED – Synergetic Utilisation of CO2 storage Coupled with geothermal EnErgy Deployment. Een groot onderzoeksprogramma van een consortium van universiteiten en bedrijven naar de mogelijkheid van de combinatie van CO2-opslag en geothermie. Veegeo levert praktijk ervaring en data voor CO2-injectie. Gestart in 2020.
  • EASYGO – Efficiency and Safety in Geothermal Operations. Dit is een uitgebreid onderzoeksprogramma waarbij 13 PhD studenten onderzoek gaan doen naar verschillende efficiëntie en veiligheid issues met betrekking tot geothermische operaties. Als industrie-partner draagt Veegeo bij met onder andere het bijstaan van twee Ph.D. onderzoeken in de vorm van begeleiding en stages. Start in 2021
  • Microbiologie in geothermische putten. Een onderzoeksprogramma van Kennisagenda geleid door Microbal Analyses naar de invloed en mitigatie methodes voor microbiologie in geothermie putten. Veegeo heeft een bijdrage geleverd met het delen van praktijk ervaring en data. Afgerond in 2019.
  • DESTRESS – Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs. Een uitgebreid onderzoeksprogramma van een consortium van universiteiten, instituten, en bedrijven naar stimulatie technieken voor geothermische reservoirs. Als vertegenwoordiger voor Trias Westland heeft Veegeo bijgedragen aan de succesvolle boorcampagne naar de Trias aardlaag op 4000 m diepte in het Westland voor reservoir potentie analyses. Afgerond in 2018.
Mobiel “side stream” tool (SKID) voor geochemische scale analyses.