Bodemtemperatuur en Warmtepompen: Een Expert Onderzoek

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

Bodemtemperatuur speelt een centrale rol in het functioneren van warmtepompen die gebruik maken van geothermische energie. Deze technologie maakt het mogelijk om warmte uit de aarde te halen en deze op een efficiënte manier te gebruiken voor verwarming en koeling van gebouwen. In Nederland is het gebruik van bodemwarmtepompen een opkomende trend, aangedreven door duurzame energiedoelen en wetgeving. In deze artikel wordt een gedetailleerde analyse gemaakt van bodemtemperatuur en de rol die deze speelt bij het functioneren van bodemwarmtepompen. De betekenis van bodemtemperatuurvariaties op basis van diepte en seizoenen, de technologische aspecten van bodemwarmtepompen, en de voordelen en uitdagingen bij implementatie worden besproken. Het artikel is gebaseerd op recente data en rapportages van betrouwbare bronnen, waaronder het CBS en experts in de sector.

Bodemtemperatuur en Diepte

Seizoengebonden Variaties

Bodemtemperatuur varieert afhankelijk van de diepte waarin de warmtebron geplaatst is. In de ondiepe laag (tot 2 meter) is de temperatuur sterk seizoengebonden. Tijdens de winter kan de bodemtemperatuur rond de 10 graden Celsius liggen, terwijl deze in de zomer tot 20 graden kan stijgen. Deze seizoengebonden variaties maken het voor warmtepompen in deze diepte onmogelijk om een constante warmteoutput te garanderen.

Diepere Lagen

Op ongeveer 100 meter diepte stabiliseert de bodemtemperatuur zich rond 10 tot 12 graden Celsius. Deze constante temperatuur is ideaal voor het functioneren van warmtepompen, aangezien het vermijdt dat de efficiëntie van de warmtepomp sterk varieert gedurende het jaar. Bij dieper boorgat, bijvoorbeeld tot 500 meter of meer, wordt de temperatuur significanter: bij 500 meter begint de temperatuur rond 25 graden Celsius en kan deze op 4 kilometer diepte zelfs 140 graden Celsius bereiken. Deze hoge temperaturen zijn vooral relevant voor industriële toepassingen, waarin een hogere warmteoutput nodig is.

Invloed op Warmtepomp Efficiëntie

De temperatuur van de bodem heeft directe invloed op de efficiëntie van de warmtepomp. Hoe warmer de bodem, hoe minder energie nodig is om warmte op te wekken. Warmtepompen die op bodemtemperatuur van 10 tot 12 graden werken, zoals op 100 meter diepte, zijn dan ook efficiënter dan warmtepompen die werken op de variabele ondiepe lagen. De constante temperatuur op grotere diepte zorgt ook voor een stabiele warmteoutput gedurende het jaar, wat gunstig is voor het energieverbruik en de comforttemperatuur in gebouwen.

Soorten Bodemwarmtepompen

Verticale Captatie

Bij verticale captatie worden buizen tot een diepte van 40 tot 160 meter in de grond geplaatst. Deze methode is geschikt voor woningen en kleinere gebouwen. Bij industriële toepassingen kan de diepte tot 4.000 meter bereiken, waarbij de temperatuur van het grondwater zo hoog is dat het direct gebruikt kan worden voor toepassingen zoals het opwekken van stoom.

Verticale captatie is efficiënter dan horizontale captatie in gebieden met beperkte grondoppervlakte, aangezien minder oppervlakte nodig is voor de installatie. De constante temperatuur op deze diepte zorgt voor een stabiel warmtebron, wat resulteert in een betere COP (Coefficient of Performance) van de warmtepomp.

Horizontale Captatie

Horizontale captatie betreft het leggen van buizen op een diepte van 1 tot 2 meter, waarbij de buizen horizontaal in de grond zijn aangelegd. Deze methode vereist meer grondoppervlak dan verticale captatie, maar is geschikt voor woningen in gebieden met voldoende beschikbare grond.

De bodemtemperatuur bij horizontale captatie is seizoengebonden, wat betekent dat de warmtepomp minder efficiënt werkt in de winter wanneer de bodemtemperatuur lager is. Daarom is verticale captatie in de meeste gevallen voorkeur, vooral voor woningen waarbij een stabiele warmteoutput gedurende het hele jaar gewenst is.

Geothermische Sondes

Geothermische sondes zijn een alternatief voor geothermische collectoren en worden gebruikt om warmte uit diepere grondlagen te halen. Nadat er gaten zijn geboord in de grond, worden de sondes verticaal of schuin in de grond geplaatst. Deze sondes bevatten een koelvloeistof die de geothermische warmte opneemt en transporteert naar een warmtewisselaar.

De voordelen van geothermische sondes zijn: - Efficiëntie bij lage buitentemperaturen - Geringe grondruimte nodig - Mogelijkheid tot koeling in de zomer - Stabiele warmteoutput gedurende het jaar

De diepte van de boorgaten hangt af van de warmtebehoefte van het gebouw en het thermische geleidingsvermogen van de bodem. Omdat het boren van gaten tot 100 meter diep verschillende grondwaterhoudende lagen doordringt, is meestal een vergunning nodig voor het boren.

Warmtepomp Installatie en Werkingsprincipe

Installatie van Bodemwarmtepompen

De installatie van bodemwarmtepompen bestaat uit twee hoofdonderdelen: het buizensysteem (geothermische collector of sonde) en de warmtepompunit. Het buizensysteem moet correct aangelegd worden om zowel warmteopname in de winter als warmteafgifte in de zomer te waarborgen. De warmtepompunit zet de opgenomen warmte om in een hogere temperatuur, geschikt voor verwarming van het gebouw.

Installatie van een bodemwarmtepomp vereist professionele hulp van geotechnische adviseurs en aannemers. De keuze voor verticale of horizontale captatie hangt af van de beschikbare grond, de warmtebehoefte, en de budgettaire mogelijkheden.

Werkingsprincipe

De werking van een bodemwarmtepomp is gebaseerd op het principe van warmtetransport. Het koudemiddel in het buizensysteem neemt warmte op uit de bodem en transporteert deze naar de warmtepompunit. De warmtepomp verhoogt de temperatuur van het koudemiddel met behulp van elektriciteit en stuurt deze warmte vervolgens naar het verwarmingsstelsel van het gebouw.

In de zomer kan het proces omgekeerd worden, waarbij de warmtepomp warmte uit het gebouw haalt en deze afgeeft aan de bodem. Deze zogenaamde "warmte/koude-opslag" maakt het mogelijk om een gebouw te koelen met behulp van bodemenergie.

Toepassing in Woningen en Utiliteitsgebouwen

Woningen

In 2024 is het aantal woningen met bodemwarmtepompen gestegen tot 151.849. Dit is een aanzienlijke groei t.o.v. 2022, waarbij het aantal woningen met bodemwarmtepompen nog 116.289 was. Deze stijging duidt op een toenemende interesse van woningeigenaren in duurzame verwarmingssystemen.

Bij woningen is verticale captatie vaak de voorkeursmethode, aangezien deze efficiënter is en minder grondruimte vereist. De constante bodemtemperatuur op 100 meter diepte zorgt voor een stabiele warmteoutput, wat gunstig is voor het energieverbruik en de comforttemperatuur in de woning.

Utiliteitsgebouwen

Het aantal utiliteitsgebouwen, kassen en stallen met bodemwarmtepompen is in 2024 gestegen tot 9.174. In 2022 was dit aantal nog 9.085. Deze groei duidt op een toenemende toepassing van bodemwarmtepompen in commerciële en landbouwtoepassingen.

In utiliteitsgebouwen is het gebruik van bodemwarmtepompen vooral relevant voor grote gebouwen met hoge warmtebehoefte. De efficiëntie van bodemwarmtepompen in deze toepassingen is hoger dan die van luchtwarmtepompen, aangezien de bodemtemperatuur hoger is dan de buitenluchttemperatuur.

Voordelen en Uitdagingen

Voordelen

De voordelen van bodemwarmtepompen zijn: - Duurzaamheid: Bodemwarmtepompen gebruiken hernieuwbare energie en produceren geen CO2-uitstoot. - Efficiëntie: Bij constante bodemtemperatuur werken bodemwarmtepompen efficiënter dan luchtwarmtepompen. - Lage onderhoudskosten: Na de installatie zijn de onderhoudskosten laag. - Langdurige levensduur: Bodemwarmtepompen hebben een levensduur van 25 tot 30 jaar. - Comfort: Bodemwarmtepompen zorgen voor een constante temperatuur in het gebouw gedurende het hele jaar.

Uitdagingen

De uitdagingen bij het gebruik van bodemwarmtepompen zijn: - Hoog investeringsbedrag: De installatiekosten van bodemwarmtepompen zijn aanzienlijk hoger dan die van luchtwarmtepompen. - Grondruimte: Voor horizontale captatie is veel grondruimte nodig. - Vergunningen: Het boren van gaten tot 100 meter diep vereist vaak een vergunning. - Technische expertise: De installatie vereist professionele hulp van geotechnische adviseurs en aannemers.

Invloed op het Klimaat en CO2-Vermindering

Bodemwarmtepompen spelen een belangrijke rol in de vermindering van CO2-uitstoot. In 2023 bedroeg het vermeden CO2-gebruik door bodemwarmtepompen 219.000 ton. Dit is een aanzienlijke bijdrage aan de duurzame doelstellingen van Nederland.

De vermindering van fossiele brandstoffen is ook aanzienlijk. In 2023 werd een vermeden verbruik van 219 TJ fossiele primaire energie bereikt door het gebruik van bodemwarmtepompen. Deze cijfers duiden op een positieve trend in de toepassing van geothermische energie.

Toekomstige Ontwikkelingen

De toekomstige ontwikkelingen op het gebied van bodemwarmtepompen zijn veelbelovend. Het aantal woningen en utiliteitsgebouwen met bodemwarmtepompen zal waarschijnlijk verder stijgen in de komende jaren, aangedreven door wetgeving en duurzame doelstellingen.

Technologische verbeteringen zullen leiden tot efficiëntere warmtepompen en lagere installatiekosten. Het gebruik van geothermische sondes en verticale captatie zal waarschijnlijk verder toenemen, aangezien deze methoden efficiënter zijn dan horizontale captatie.

In de toekomst is het ook mogelijk dat bodemwarmtepompen worden gecombineerd met andere duurzame energiebronnen, zoals zonnewarmte en zonnepanelen, om een volledig duurzaam verwarmingsstelsel te creëren.

Conclusie

Bodemtemperatuur speelt een centrale rol in het functioneren van bodemwarmtepompen. De constante temperatuur op grotere diepte zorgt voor een stabiele warmteoutput, wat gunstig is voor het energieverbruik en de comforttemperatuur in gebouwen. Bodemwarmtepompen zijn efficiënter dan luchtwarmtepompen en spelen een belangrijke rol in de vermindering van CO2-uitstoot en fossiele brandstoffen.

De toepassing van bodemwarmtepompen in woningen en utiliteitsgebouwen is een opkomende trend, aangedreven door duurzame doelstellingen en wetgeving. De voordelen van bodemwarmtepompen zijn aanzienlijk, maar de uitdagingen zoals hoog investeringsbedrag en technische expertise moeten niet onderschat worden.

In de toekomst zijn technologische verbeteringen en toepassing in combinatie met andere duurzame energiebronnen veelbelovend voor het verdere groeien van de markt voor bodemwarmtepompen.