Monobronnen in Bodemenergie: Toepassing, Beperkingen en Alternatieven

Published by Redactie on oktober 2, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

In de context van duurzame energieopwekking en -gebruik speelt bodemenergie een steeds grotere rol, zowel in de woningbouwsector als in utiliteitsgebouwen. Daarbij worden verschillende systemen gebruikt om de energie uit de ondergrond te onttrekken en om te zetten in verwarming of koelcomfort. Een van de systemen die binnen het kader van open bodemenergiesystemen voorkomen, is de monobron. Dit is een specifieke vorm van een open systeem waarbij slechts één bron wordt gebruikt voor zowel warmte- als koudeopslag. In dit artikel wordt ingegaan op de definitie, werking, regelgeving en beperkingen van monobronnen, evenals op alternatieven zoals doubletten en recirculatiesystemen. De nadruk ligt op de rol van deze systemen in combinatie met warmtepompen, een essentieel onderdeel in moderne energieopwekking.

Wat is een monobron?

Een monobron is een type open bodemenergiesysteem, waarbij slechts één bron wordt gebruikt voor zowel het onttrekken van grondwater als het infiltreren ervan. In tegenstelling tot een doublet, waarin twee afzonderlijke bronnen worden gebruikt – één voor het onttrekken van warm water (warmtebron) en één voor het infiltreren van koud water (koudebron) – maakt een monobron gebruik van één bron. Deze bron bevat meerdere filters op verschillende dieptes. Zo kan er in één bron zowel warmte als koude worden opgeslagen en gebruikt.

De werking van een monobron is gebaseerd op het principe van warmte- en koudeopslag. In de winter wordt warme energie uit de bodem onttrokken en gebruikt om gebouwen te verwarmen. In de zomer wordt het afgekoelde water opnieuw in de bodem ingebracht, waar het als koudebron kan dienen. Het gehele proces wordt beheerd via een warmtewisselaar, waarmee de energie wordt omgezet in een vorm die geschikt is voor verwarming of koeling.

Werking en Toepassing

De kern van een monobron ligt in het afwisselend onttrekken en infiltreren van grondwater. In de zomer wordt koud grondwater uit de bodem gehaald en gebruikt om gebouwen te koelen. In de winter wordt warm water opnieuw in de bodem geïnjecteerd, waardoor het kan dienen als warmtebron voor de volgende winterseizoenen. Het systeem is gericht op het vergroten van de energie-efficiëntie door het gebruik van de ondergrond als opslagplaats voor warmte en koude.

Monobronnen worden meestal toegepast in situaties waar grotere ontwikkelingen zijn gepland, zoals woningbouwprojecten of utiliteitsgebouwen. Ze zijn bijvoorbeeld geschikt voor projecten met een bruto vloeroppervlakte vanaf 3.000 m² of voor collectieve systemen op wijk- of blokniveau. De opslagcapaciteit van de ondergrond is hierbij een bepalende factor, omdat monobronnen afhankelijk zijn van het vermogen van de bodem om warmte en koude op te slaan en weer te geven.

De technische uitvoering van een monobron vereist een goed gepland boringssysteem met meerdere filters op ongelijke dieptes. De filters worden zo geplaatst dat de warme en koude bellen zich onder elkaar vormen, waardoor de efficiëntie van het systeem wordt gewaarborgd. De diepte van de filters is afhankelijk van de hydrologische kenmerken van de ondergrond en moet in overeenstemming zijn met de lokale regelgeving.

Regels en Beperkingen

De toepassing van monobronnen is regelgeving en technische beperkingen onderworpen. Een belangrijk aspect is de verplichte registratie en vergunning voor het gebruik van open bodemenergiesystemen. De gemeente is het bevoegd gezag voor de aanleg van monobronnen en andere open systemen. Dit betekent dat iedere monobronproject moet worden geregistreerd bij de gemeente, en in sommige gevallen is er ook een vergunning nodig. De eisen kunnen variëren per gemeente en zijn vaak vastgelegd in een omgevingsplan of via de WKO-Bodemenergietool.

Een belangrijke beperking van monobronnen is het feit dat ze niet toegestaan zijn in bepaalde regelgevingssituaties. In de lokale regelgeving, zoals opgenomen in de bronnen, staat een expliciete regel dat monobronnen en recirculatiesystemen niet toegestaan zijn. De onderbouwing ligt bij de lager rendementen van deze systemen ten opzichte van opslagsystemen zoals doubletten. Daarnaast kan het gebruik van monobronnen leiden tot niet-optimaal gebruik van het bodempotentieel, omdat zij beperkingen kunnen vormen voor de toepassing van doubletten en daardoor het beschikbare energiepotentieel niet volledig benut kan worden.

Daarnaast is er ook een dieptebeperking voor het plaatsen van bronfilters. In de regelgeving is aangegeven dat de filters van open bodemenergiesystemen meestal worden geplaatst in het tweede watervoerende pakket. Dit is een technische keuze, omdat het eerste pakket vanwege zijn ondiepe ligging en beperkte dikte niet geschikt is voor grootschalige toepassingen. Bovendien is het plaatsen van filters dieper dan 80 meter uitgesloten, wat een beperking is voor projecten die op grotere dieptes willen werken.

Alternatieven: Doubletten en Recirculatiesystemen

Aangezien monobronnen in bepaalde regelgevingssituaties niet toegestaan zijn, zijn er alternatieve systemen die in overweging kunnen worden genomen. De belangrijkste alternatieve systemen binnen het kader van open bodemenergie zijn doubletten en recirculatiesystemen.

Doubletten

Een doublet bestaat uit twee afzonderlijke bronnen – één voor het onttrekken van warm water en één voor het infiltreren van koud water. Deze systemen zijn technisch gesproken rendabeler dan monobronnen, omdat ze het bodempotentieel beter benutten. De warme en koude bellen vormen zich in dit geval naast elkaar in de ondergrond, wat leidt tot een betere energiebalans en efficiëntie.

Doubletten zijn geschikt voor zowel kleine als grotere projecten. Ze worden vaak toegepast in situaties waar een collectieve oplossing gewenst is, zoals in wijk- of blokniveausystemen. De toepassing van doubletten vereist echter wel een duidelijke hydrologische analyse van de ondergrond, omdat de locatie en afstand tussen de bronnen bepalend zijn voor de efficiëntie van het systeem.

Recirculatiesystemen

Een recirculatiesysteem is een ander alternatief, waarbij geen sprake is van opslag van warmte of koude in de ondergrond. In plaats daarvan wordt grondwater continu onttrokken uit één bron, verwerkt via een warmtewisselaar en opnieuw geïnjecteerd in een andere bron. Het gehele proces is continu en gericht op het directe gebruik van de natuurlijke grondwatertemperatuur.

Hoewel recirculatiesystemen technisch gezien minder complex zijn dan opslagsystemen, zijn ze in de regelgeving niet toegestaan. De onderbouwing ligt bij het feit dat deze systemen niet efficiënt genoeg zijn om het bodempotentieel volledig te benutten. Daarnaast kunnen ze leiden tot een verstoring van de ondergrondse waterstromen, wat negatieve effecten kan hebben op het milieu en andere gebruikers van bodemenergie in de regio.

Technische Specificaties en Beheer

De technische uitvoering van een monobron vereist een goed gepland boringssysteem met meerdere filters op verschillende dieptes. Deze filters moeten zorgvuldig worden geplaatst om ervoor te zorgen dat de warme en koude bellen zich onder elkaar vormen. De diepte van de filters is afhankelijk van de hydrologische kenmerken van de ondergrond en moet in overeenstemming zijn met de lokale regelgeving.

Het beheer van een monobron vereist een exploitant, vooral bij collectieve systemen voor meerdere woningen of gebouwen. De exploitant is verantwoordelijk voor het beheer en onderhoud van het systeem, evenals voor het afsluiten van contracten met gebruikers. Daarnaast is er een verplichte monitoring en rapportage van het systeem, om ervoor te zorgen dat de energiebalans in de ondergrond behouden blijft.

De warmtepomp speelt een centrale rol in het systeem. Afhankelijk van het type warmtenet is een centrale of individuele warmtepomp nodig. De warmtepomp zorgt ervoor dat de energie die uit het grondwater wordt onttrokken, wordt omgezet in een vorm die geschikt is voor verwarming of koeling. Moderne warmtepompen kunnen ook hoge temperaturen halen voor tapwater, waardoor er minder afhankelijkheid is van elektrische verwarmingselementen.

Milieurisico's en Technische Veiligheid

Hoewel bodemenergiesystemen in principe milieuvriendelijk zijn, zijn er toch een aantal risico’s die moeten worden meegenomen in de planning en uitvoering. Deze risico’s zijn echter voor het grootste deel beheersbaar, mits het systeem goed ontworpen en uitgevoerd wordt.

Afdichten van boorgaten

Een belangrijk aspect is het afdekken en afdichten van boorgaten. Hierbij moet het boorbedrijf gecertificeerd zijn en de vastgestelde protocollen naleven. Dit is van groot belang om te voorkomen dat er lekkages optreden of dat er vervuiling van de ondergrond kan plaatsvinden.

Lekkages

De kans op lekkages vanuit de bodemlus is zeer laag, aangezien er in moderne systemen geen koppelingen worden gebruikt. De bodemlus en de leidingbuizen naar de warmtepomp vormen een één geheel, wat het risico op lekkages verkleint.

Antivriesmengsel

Bij gesloten bodemenergiesystemen wordt vaak een antivriesmengsel (glycol) gebruikt als circulatiemiddel. Dit is een maatregel om te voorkomen dat het systeem bevroren raakt bij lage temperaturen. Er zijn twee typen glycol die worden gebruikt: monopropyleenglycol (MPG) en ethyleenglycol (EPG). Beide stoffen zijn snel en goed afbreekbaar door bacteriën, wat het milieu-impact beperkt.

Een alternatief is het gebruik van 100% water als circulatiemiddel. Dit is technisch mogelijk, maar vereist een licht aangepast systeemontwerp. Tegenwoordig wordt meer dan 50% van de systemen afgevuld met 100% water, wat een positieve ontwikkeling is voor zowel de efficiëntie als het milieu.

Conclusie

Monobronnen vormen een specifieke vorm van open bodemenergiesystemen, waarbij slechts één bron wordt gebruikt voor zowel warmte- als koudeopslag. Deze systemen zijn in principe geschikt voor grotere projecten, zoals woningbouwcomplexen of utiliteitsgebouwen, waar grootschalige energieopwekking gewenst is. De werking van monobronnen is gebaseerd op het principe van warmte- en koudeopslag in de ondergrond, waarbij het grondwater afwisselend onttrokken en geïnjecteerd wordt via een warmtewisselaar.

Toch zijn monobronnen in bepaalde regelgevingssituaties niet toegestaan, vanwege hun lager rendement en het feit dat ze het bodempotentieel niet optimaal benutten. Daarom zijn er alternatieve systemen beschikbaar, zoals doubletten en recirculatiesystemen. Doubletten zijn technisch gezien rendabeler en voldoen beter aan de eisen van moderne energieopwekking, terwijl recirculatiesystemen in de regelgeving niet toegestaan zijn vanwege hun beperkte efficiëntie.

Bij de keuze van een bodemenergiesysteem is het belangrijk om rekening te houden met de lokale regelgeving, de hydrologische kenmerken van de ondergrond, en de technische mogelijkheden van het systeem. Daarnaast is een goed gepland beheer en onderhoud van het systeem essentieel om ervoor te zorgen dat het systeem langdurig en efficiënt werkt.

Bronnen

monobloc