Financiering voor geothermieproject en ontwikkelingsproject innovatieve sensor

Wenzhuo Cao, André Niemeijer en Loes Buijze ontvangen deze financiering voor hun project Towards sustainable GEOthermal systems: Fundamentals of Injection-induced fRacture Slip (GeoFirst).

Potentie van geothermie benutten

Diepe geothermie is een schone bron die wordt geëxploiteerd, maar in Nederland nog niet efficiënt wordt toegepast. Een diep geothermisch energiesysteem onttrekt warmte aan heet gesteente onder de grond, pompt heet water uit een put en injecteert afgekoeld water opnieuw in een andere put enkele kilometers verderop om de vloeistofextractie in evenwicht te brengen. De productiviteit en duurzaamheid van geothermische energie zijn afhankelijk van vloeistofcirculatie door breuknetwerken in de ondergrond - onderling verbonden systemen van breuken onder het oppervlak. Daarom is het voor het optimaliseren van geothermische systemen essentieel om te begrijpen hoe het gedrag van breuken de circulatie in het reservoir, de thermische levensduur en de seismische risico's beïnvloedt.

Samen met Dr. André Niemeijer en Dr. Loes Buijze zal Wenzhuo Cao geomechanisch, hydrologisch en seismologisch onderzoek doen naar de fundamentele fysica van door vloeistofinjectie veroorzaakt breuk- en stromingsgedrag en permeabiliteitsevolutie in gebroken gesteenten. Het doel van dit project is om duurzame geothermische exploitatie te bevorderen en seismisch risicobeheer te verbeteren, zodat het enorme potentieel voor geothermische toepassing in Nederland kan worden ontsloten. Het gebruikerscomité van dit project bestaat uit TNO, KNMI, VITO, International Geothermal Association (IGA) en twee diepe geothermische velden.

Publiek vertrouwen versterken

Diepe geothermische bronnen worden gebruikt voor kasverwarming in de tuinbouw in Nederland en voor ruimteverwarming en energieopwekking in landen als IJsland. Momenteel is de exploitatie van diepe geothermische bronnen uit een gefractureerd carbonaatreservoir in Nederland opgeschort vanwege seismische risico's. De mogelijkheid om de activiteiten te hervatten wordt momenteel geëvalueerd. Dit onderzoek zal een duurzame exploitatiestrategie ontwikkelen en verspreiden die een lange operationele levensduur van geothermische velden met een verminderd seismisch risico mogelijk maakt, wat een belangrijke bijdrage levert aan de beoordeling van de hervatting van diepe geothermische activiteiten in Nederland. Dit onderzoek zal ook het publiek bewust maken van het responsieve gebruik van de ondergrond in de energietransitie en het vertrouwen van het publiek in diepe geothermische energie vergroten.

Om beter te begrijpen wat er in de ondergrond gebeurt maken we gebruik van natuurlijke breukennetwerken en veldgegevens om seismische gebeurtenissen op geothermische locaties te analyseren

Yoghurt en natte babyluiers

Yoghurt, ketchup, verf, shampoo en natte babyluiers: het zijn allemaal voorbeelden van zachte materie. Er gaat een compleet vakgebied schuil achter de ontwikkeling en continue verbetering van deze stoffen, in bedrijven en de wetenschap. Eén eigenschap die deels verantwoordelijk is voor het functioneren van zachte materie – zoals bijvoorbeeld de stabiliteit - is de mate waarin het elektrisch geladen is. Toch bestaat er momenteel geen goede techniek om die lading te meten. Er zijn wel methodes, maar die hebben stuk voor stuk hun eigen tekortkomingen. Dit staat verdere ontwikkeling en kwaliteitscontroles van producten in de weg.

Aansluiten bij industrie

In het project An electric charge sensor for soft matter gaat fysisch chemicus Ben Erné een nieuw type sensor ontwikkelen die de lading van zachte materie snel en nauwkeurig kan meten. Dat doet hij samen met NIZO uit Ede - een bedrijf dat werkt aan de doorontwikkeling van voedings- en gezondheidsproducten -, Nanoscolo uit Geleen – dat industriële cliënten helpt bij het verbeteren van producten en processen – en Hypersoniq uit Delft – een ontwikkelaar van sensoren. “Het doel is om een werkend prototype van de sensor te ontwikkelen”, zegt Erné. “NIZO en Nanoscolo passen de prototypes direct toe in hun dagelijkse praktijk, zodat het eindproduct straks goed aansluit bij de behoefte van de industrie.”

Concept

Het idee voor de sensor komt deels van hoogleraar Albert Philipse, mede-aanvrager van het project. Hij is inmiddels met emeritaat, maar begeleidt de theoretische kant van het project. In 2015 introduceerde hij het concept van een sensor die lading van zachte materie meet op basis van het Donnan-effect. Dit effect verwijst naar het fenomeen dat ionen ongelijk verdeeld worden aan weerszijde van een membraan, omdat grote geladen moleculen niet door het membraan heen kunnen. De onderzoekers gaan het sensor-concept nu in de praktijk brengen.

NIZO en Nanoscolo passen de prototypes direct toe in hun dagelijkse praktijk, zodat het eindproduct straks goed aansluit bij de behoefte van de industrie