Ervaring zorgt voor innovatie

Waarom houden we zoveel van innovaties? Alles wat we voor het eerst doen is leuk en spannend: fietsen, skiën, een escape room bezoeken, een warmte opslagsysteem bouwen. Het maakt eigenlijk niet uit wat! Maar om die zaken echt onder de knie te krijgen, is ervaring nodig. En ervaring gaat niet zonder de oefening. Fietsen en skiën zijn op zichzelf genomen complexe handelingen die coördinatie, evenwicht, wendbaarheid en doorzettingsvermogen vergen. Zodra je dat allemaal onder de knie hebt, krijg je te maken met allerlei verschillende omstandigheden waaronder je je bekwaamheden in de praktijk moet brengen: verschillende wegen/hellingen, ander verkeer/andere skiërs en wisselende weers- of sneeuwomstandigheden. Voordat je helemaal zelfstandig kunt fietsen of skiën, moet er flink wat geoefend worden. Maar zelfs de meest ervaren fietser of skiër komt weleens ten val of botst ergens tegenaan, omdat hij of zij even niet oplet of als gevolg van externe factoren.

Hetzelfde geldt min of meer voor de bouw van een ondergronds warmte opslagsysteem. Het bouwen van zulke systemen vereist een grondige kennis van (onder meer) bronontwerp, geo(hydro)logie/chemie, exergie, werktuigbouwkunde, thermodynamica, vloeistofmechanica (door poreuze media). Omdat de bovengrondse en ondergrondse omstandigeheden met betrekking tot vraag en aanbod altijd anders zijn, moeten we onder uiteenlopende condities ervaringen opdoen om onze vaardigheden/kennis met betrekking tot een succesvolle toepassing ten volle te kunnen benutten.

De reden waarom ik hierover een column schrijf, is dat de huidige verwachtingen van geothermische-energietechnologieën voor de energietransitie zo hoog zijn dat iedereen nu praat over opschaling. De deadline voor de energietransitie is immers al in 2050! We hebben echter nog zo weinig ervaring met een aantal van zulke systemen dat het onmogelijk is te weten in hoeverre deze verwachtingen gerechtvaardigd zijn en welke innovaties nodig zijn om het technisch potentieel ervan ook daadwerkelijk te benutten.

Ervaring

Met de gesloten- en open bodemenergiesystemen hebben we met respectievelijk 50.000 en 3.000 operationele systemen, inmiddels heel wat ervaring opgedaan. Met die ervaring ontwikkelen we nu verbeteringen, bijv. op het gebied van boren en afwerken, duurzaam en optimaal gebruik van ondergrondse ruimte en optimaal ontwerp en exploitatie van bouwinstallaties. Hieruit blijkt ook dat we eerst ervaring moeten opdoen om goed te kunnen begrijpen hoe deze systemen werken. Vervolgens kunnen we dat inzicht inzetten voor verbeteringen van de technologie voor opschaling. Andere voorbeelden zijn de recente technologieën die we hebben ontwikkeld op het gebied van het zoet water opslag in aquifers. Ervaring met bronnen en de systemen die we met/voor de drinkwater bedrijven in de duinen hebben ontwikkeld heeft ertoe geleid dat wij voor de glastuinbouw systemen hebben bedacht waarmee zoet water kan worden gebufferd in zoute aquifers. Ook hier heeft de herhaalde toepassing en opgedane ervaring ons ideeën voor innovaties opgeleverd.

Ondergrondse warmte opslag

Ook voordat we op grote schaal ondergrondse warmte opslag gaan implementeren, is het nodig om ervaring op te doen. Deze technologie is vanuit technisch oogpunt stukken complexer dan de gangbare bodemenergie systemen. Om zulke systemen te kunnen bouwen en gebruiken, is er expertise uit verschillende andere disciplines nodig. Voordat we het gaan hebben over de innovaties die nodig zijn voor een grootschaliger aanpak, moeten we dus eerst meer ervaring opdoen.

Leren fietsen

Als we leren fietsen, beginnen we eerst met een loopfiets, een driewieler en zijwieltjes. Met warmte opslag moeten we eerst kilometers maken met zijwieltjes, lees: pilot-/onderzoeksprojecten. We moeten daarom meerdere pilots uitvoeren inclusief intensieve monitoring en onderzoek op uitgebreide schaal. De rijksoverheid en provincies besturen zien dat grootschalige warmte opslag van groot belang is voor de energietransitie, maar hebben geen heldere visie op de ontwikkeling ervan. Ik stel voor om een plan te ontwikkelen voor meerdere goed gemonitorde en bestudeerde pilotprojecten voor ondergrondse warmte opslag op verschillende locaties in Nederland. Op basis van de resultaten van deze projecten kan de techniek worden verbeterd, kan de impact en het functioneren ervan in energiesystemen worden beoordeeld en kan worden gekeken naar passende wetgeving.

Ter verduidelijking: deze column is niet bedoeld om de hoge verwachtingen voor warmte opslag voor de energietransitie te temperen. Wel is het een pleidooi om erin te investeren. Grootschalige warmte-opslag is een cruciaal instrument voor koolstofarme verwarming van de gebouwde omgeving. Daarom moeten we het op de juiste manier aanpakken. Nu we aan het begin van deze ontwikkeling staan, hebben we één kans om extra informatie te vergaren zodat we van elk project leren om vervolgens dingen beter te doen. Niets is slechter voor een nieuwe technologie of een nieuw product dan het mislukken van de eerste prototypes! Laten we ervoor zorgen dat ze een succes worden!