Onlangs kreeg ik een interessante vraag over het effect van de bodemwarmtepomp op de opwarming van de lucht. De stelling was dat er warmte uit de grond gehaald wordt en boven de grond wordt uitgestoten.
Als je heel lokaal gaat kijken is dat wel een beetje zo maar dat moet je op grotere schaal bekijken.
Als we lokaal kijken dan wordt er inderdaad warmte uit de grond gehaald met behulp van elektriciteit. Als voorbeeld nemen we een bodemwarmtepomp en een luchtwarmtepomp die beiden 8000 kWh aan warmte afgeven. De eerste heeft daarvoor 1600 kWh aan elektriciteit nodig en de tweede 2200 kWh. Netto wordt deze energie toegevoegd aan het milieu, door de luchtwarmtepomp dus iets meer. De onttrekking uit de bodem of de lucht uit de omgeving en wordt geloosd via het huis naar de nabije omgeving.
Het onttrekken van warmte uit de bovenlaag (< 500 m) wordt ondiepe geothermie genoemd.
De gedachte is dan dat de warmte uit de bodem toegevoegd wordt aan de lucht (via het warmteverlies van het huis). En op zich, weer op lokale schaal, is dat ook zo.
In de zomer gebeurt dan het omgekeerde. Warmte uit de lucht wordt in de grond gestopt. Bij de luchtwarmtepomp is dat niet zo en komt de extra toegevoerde energie (elektriciteit) in de lucht terecht.
Overigens kan het voordelen hebben om je huis te koelen en daarmee de bodem te regenereren. De efficiëntie van de warmtepomp in de winter is wat hoger, koeling is gratis en de bodemlus kan dan korter worden. In de zomer zie je dan dat de brontemperatuur tijdelijk tot wel 5 graden hoger kan zijn.
Dan blijken er een aantal misverstanden te zijn. Men denkt dan dat de warmte die onder de grond zit daar altijd zal blijven en dat de warmtepomp de bodem afkoelt. Ook hier, op kleine schaal is dat ook zo, denk aan een diameter van een tot enkele meters.
Het wordt dan ook benoemd als “fossiele warmte” maar dat is onjuist. Fossiel is een overblijfsel van plant en dier maar op een diepte van zeg 200 m is er meestal alleen maar sprake van zand, water en een beetje klei. Er is geen sprake van verbranding of oxidatie, dus er gebeurt niets met water, het zand of de klei. De temperatuur gaat in het ergste geval 5 graden omlaag, van 11 naar 6 graden. Ook als je niets doet zal de grond door warmtegeleiding weer binnen enkele dagen op temperatuur komen. De grondwaterstroming zorgt voor extra “egalisering” van de temperatuur.
Als de bodemlus goed geconfigureerd is, kan je oneindig lang warmte onttrekken. Als vuistregel 25 W per strekkende meter, afhankelijk van het type grond en de waterdoorlaatbaarheid.
Wat men vergeet is dat de temperatuur van de grond wordt bepaald door het langjarig gemiddelde van de jaargetijden en is ca 11 graden. Opwarming door wind, zoninstraling, afkoeling door wind, nachtelijke uitstraling en neerslag. Een heel klein effect is de warmte die uit de kern van de aarde komt 0,063W/ m2. De temperatuur neemt met de diepte wel wat toe, ongeveer 3 graden per 100 m.
Een ander effect is dat de neerslag in het hele land, behalve bovengronds door de waterwegen, zich ook ondergronds verplaatst. In het oosten van het land is het waterniveau 20 m + NAP en in het westen 0 m + NAP. Er is dus een drukverschil en het water dat in het oosten onder de grond verdwijnt (grondwater) komt in het westen uiteindelijk weer in de zee terecht. Kortom, warmte die je uit de grond onttrekt komt niet in zee terecht waardoor het netto minder de zee opwarmt en geen effect heeft op de opwarming.
Heel anders is het met diepe geothermie (> 500 m diep). Daar boort men bijvoorbeeld naar 3000 m onder de grond en haalt men kokend water naar boven. Deze warmte is nauwelijks onderhevig aan grondwaterstroming waardoor deze warmte wél extra in het milieu terecht komt. Deze warmte wordt veelal gebruikt voor verwarming via warmtenetten of voor de industrie (kassen).
Het misverstand dat lijkt te bestaan dat de opwarming van de lucht het gevolg is van het energieverbruik voor verwarming. Dat is een klein effect.
De opwarming van de aarde komt hoofdzakelijk door de uitstoot van broeikasgassen zoals CO2 en methaan. CO2 als gevolg van verbranding van met name de fossiele brandstoffen (olie, steenkool en in iets mindere mate aardgas) en methaan (bv. dierlijke uitwerpselen). Deze gassen laten de zonnestraling (korte golflengte 550 nm) door maar houden de infrarood uitstraling van de aarde (10.000 nm) grotendeels tegen en veroorzaakt de opwarming. Dit is dan het broeikaseffect. Het is te vergelijken met zonlicht in een auto. Het licht kan er wel in maar de warmte kan er niet uit.