Betrouwbaar aanvullen boorgaten voor gesloten bodemenergiesystemen
Bodemenergie is belangrijk voor de warmtetransitie. De toepassing van bodemenergiesystemen groeit daarom de komende decennia zeer sterk. Bij het maken van gesloten bodemenergiesystemen (GBES) worden slecht doorlatende lagen in de bodem doorboord.
De scheidende werking van deze lagen moet na de doorboring weer worden hersteld om risico’s voor de grondwaterkwaliteit te voorkomen. Aangezien het om diepe (>100m) boorgaten met een relatief kleine diameter (<20cm) gaat, is het aanvullen hiervan niet eenvoudig. Een innovatieslag is noodzakelijk zodat boorgaten van GBES met de juiste technieken goed en efficiënt kunnen worden aangevuld.
Technologie
In dit onderzoek is geëvalueerd welke technieken (methoden, materialen) in Nederland worden gebruikt om bij het realiseren van GBES de scheidende werking van de doorboorde lagen te herstellen. Er zijn mogelijkheden verkend om het aanvullen van boorgaten te verbeteren en voorschriften beter werkbaar te maken (werkpakket 1), de kwaliteit van aanvullingen in-situ te detecteren (werkpakket 2) en het systeem van kwaliteitsbewaking te versterken (werkpakket 3). Ook zijn kennisleemten in beeld gebracht.
Uitdaging
Omdat grondwater een belangrijke grondstof is voor drinkwater, is het in de eerste plaats belangrijk om het aanvullen van boorgaten goed te doen. Huidige en gangbare technieken voor het aanvullen van boorgaten zijn bewerkelijk, wat in de praktijk tot problemen leidt. Omdat naar verwachting de markt voor het boren van gaten voor GBES sterk zal groeien, staan de boorfirma’s voor de beslissing om aanzienlijke investeringen te doen voor het aanvullen of afdichten van boorgaten. Daarom wordt de efficiëntie van de technieken ook zwaar meegewogen. Ter voorkoming van het investeren in verkeerd materieel is het van belang om op korte termijn inzichtelijk te maken welke technieken aan de eisen voldoen.
Oplossingen
De magnetometer is momenteel de meest kansrijke technologie is om vast te stellen of aanvulmateriaal op de juiste diepte aanwezig is. De meting is betrekkelijk eenvoudig en snel toepasbaar, maar vereist wel dat boorfirma’s magnetische detecteerbaar aanvulmateriaal (met magnetiet) gebruiken.
Er zijn vier aanvulmethoden getest. Het “volledig aanvullen met een vaste vulleiding” scoorde het beste. Het “volledig aanvullen met een opgetrokken vulleiding” en het “laagsgewijs aanvullen” bleken veel meer risico’s op fouten te geven. Het “omgekeerd grouten” is mogelijk een werkbaar alternatief, maar vergt nader onderzoek naar de betrouwbaarheid.
Uit metingen in ondiepe boorgaten bij zowel grout als Hergebruik Opgeboord Materiaal (HOM) traden dichtheidsverschillen op over de lengte van de kolom. Slechts 1 van de 5 monsters voldeed aan de vereiste 10-9 m/s doorlatendheid. Het vermoeden is dat de materialen onder laboratorium condities zijn getest op een wijze die niet representatief is voor de condities in het veld.
Het onderzoek heeft concrete aanbevelingen opgeleverd, waarvan een aantal al door de betrokken boorfirma’s in praktijk wordt gebracht, zoals het bijhouden van het aanvulniveau tijdens aanvullen. Ook zouden van elk aanvulmateriaal (grout, HOM) in het productblad behalve geohydrologische parameters ook de reologische eigenschappen en mengvoorschriften moeten worden beschreven.
Kennisleemten
De kennisleemtes die met dit onderzoek zijn opgespoord laten zien dat meer inzicht nodig is in de relatie tussen in-situ metingen in een bodemlus (zoals met een magnetometer) en de doorlatendheid van het afdichtende materiaal. Met deze informatie is na afloop van de werkzaamheden met meer zekerheid vast te stellen in welke mate de scheidende werking van de doorboorde kleilaag is hersteld. Daarnaast moet meer begrip komen over welke grouten (en HOM-recepturen) geschikt zijn om boorgaten goed af te dichten.
Verbetering kwaliteitsbewaking
Het systeem van kwaliteitsbewaking kan worden versterkt door de aanbevelingen van dit onderzoek over te nemen in de BRL 2100 en BRL 11000. Een betere centrale registratie van incidenten en controlemetingen verhoogt de effectiviteit van informatie-gestuurd toezicht en biedt de mogelijkheid om te leren van fouten en de voorschriften daarop aan te passen. Daarnaast is ook aandacht nodig voor het opsporen van boorfirma’s die buiten het certificeringsschema werken. Bijvoorbeeld door het invoeren van een efficiëntere whereabouts-verplichting met een GPS-tracker. Dit maakt het makkelijker om illegaal werkende boorstellingen in het veld te identificeren.
Tot slot is het raadzaam om na te denken over de toekomstige organisatie van kwaliteitsbewaking. Momenteel gebeurt het toezicht door verschillende organisaties (certificerende instellingen, omgevingsdiensten, ILT) met gebrek aan tijd en expertise. Wellicht is een ander systeem wenselijk waarbij certificerende instellingen een grotere rol krijgen en sancties kunnen opleggen (vergelijkbaar met de branche voor asbestsanering). Of er moet een grotere rol komen voor klanten (via achteraf opeisbare boetes) en financiers (door publieke rapportage in welke mate elke boorfirma voldoet aan milieuprestaties zoals betrouwbaar afdichten van scheidende lagen).
