Energiewinning uit aardwarmte leek altijd een niche voor vulkanisch actieve gebieden als IJsland. Maar revolutionaire nieuwe boortechnieken lijken het nu ook mogelijk te maken in Nederland. Is aardwarmte de techniek die ons definitief gaat vergroenen? ID.nl praat je bij.

In de energietransitie lijkt alle zegen van boven te komen. Denk aan de zon, de wind en de regenbuien die de stuwmeren van de waterkrachtcentrales vullen. We proberen onze energie niet langer op te diepen uit de aarde, maar uit de hemelen die ons overspannen. 

Helaas zitten daar flinke nadelen aan. Waterkracht en windparken verwoesten landschappen. En zonnepanelen leveren ’s nachts geen energie, waardoor er broeikasgasbrakende basislastcentrales nodig zijn. Systemen om duurzaam gewonnen energie op te slaan voor gebruik tijdens windstille en bewolkte momenten staan in de kinderschoenen. Zeker is dat ze de transitie naar een duurzame energievoorziening veel duurder zullen maken dan ons op dit moment wordt voorgespiegeld.  

Misschien komt de oplossing toch weer van beneden. Want behalve de halfverteerde resten van bomen en dieren bevat de aarde nóg een energiebron: warmte. De aarde is een gloeiendhete bol van gesmolten gesteentes en metalen, omgeven door een dunne korst. Deze bestaat uit tektonische platen die als ijsschotsen op het gesmolten binnenste drijven. Aan de randen van deze platen komt het gesmolten gesteente in de vorm van vulkanen aan het oppervlak. Dat is gevaarlijk, maar ook zeer nuttig. Volgens het boek ‘Rare Earth’ van Peter Ward en Donald Brownlee lijkt tektonische activiteit een van de voorwaarden te zijn voor leven. Vulkanen brengen CO2 de atmosfeer in, wat essentieel is voor het plantaardig leven, en dat op zijn beurt als voedsel dient voor dieren. Het gas wordt niet alleen vastgelegd door planten, maar ook in gesteentes. Zonder vulkanen zou het dus allang zijn opgeraakt, waardoor fotosynthese zou zijn gestopt en de evolutie zou zijn vastgelopen. 

20 kilometer diep 

Waarom de aarde van binnen zo heet is, vormt een onderwerp van debat. Gaat het om restwarmte van de talloze botsingen tussen grotere en kleinere objecten die uiteindelijk de aarde vormden? Of is het binnenste van de aarde in feite een kernsplijtingscentrale? Want dat de aarde radioactief is, staat vast. Maar of er onder onze voeten daadwerkelijk op grote schaal kernsplijting plaatsvindt, dient nog altijd bewezen te worden. Als het zo is, dan bevindt de mensheid zich in feite tussen een kolossale kernfusiecentrale op 150 miljoen kilometer afstand, en behoorlijke kernsplijtingscentrale diep onder de grond. Toegang tot duurzame energie kan dan onmogelijk een probleem zijn. Dat wil zeggen: als je al deze energie kunt oogsten. Want net als zonne-energie kent zogeheten geothermische energie hardnekkige problemen. Samengevat komen deze erop neer dat op de meeste plaatsen op aarde deze energie te diep zit. Aardwarmte om bijvoorbeeld kassen te verwarmen, is goed mogelijk en wordt in Nederland dan ook sinds jaar en dag toegepast. Maar om een elektriciteitscentrale aan te drijven, zijn putten nodig tot wel 20 kilometer diep, waar de temperatuur zo’n 500 graden Celsius bedraagt. 

De diepste put ooit geboord bevindt zich uit de kust van Qatar en reikt tot 12.290 meter onder het aardoppervlak. Veel dieper is niet mogelijk, zo achten de deskundigen. Bij temperaturen van vele honderden graden gaan namelijk de diamanten in de boorkop stuk. Jammer, want anders konden we IJsland navolgen en gewoon een aantal geothermische centrales bouwen die ons 24 uur per dag van goedkope stroom zouden voorzien. En die bovendien niet meer ruimte zouden innemen dan een ouderwetse gascentrale. 

©Olena Lialina

Gyrotron 

Maar er lijkt een technologische revolutie aanstaande die alles anders maakt. Op verschillende plekken op de wereld worden technieken ontwikkeld om gesteente te verbranden, in plaats van te verbrijzelen. Dat klinkt tegenintuïtief, maar het kan. Het Slovaakse bedrijf GA Drilling (bedrijfsslogan: ‘Geothermal Anywhere’) gebruikt daarvoor een superheet plasma dat geproduceerd wordt in een ‘boorstaaf’ die aan een kabel wordt neergelaten. Het plasma verbrandt het gesteente tot een fijn stof dat vervolgens met perslucht (ook afkomstig uit de boorstaaf) de put uit wordt geblazen. 

Het Amerikaanse bedrijf Quaise, een spin-off van het MIT, verbrandt rotsen met behulp van zogeheten millimeterstraling. Dat is elektromagnetische straling met frequenties tussen de 30 en 300 GHz, oftewel net onder het infrarode bereik. Millimeterstraling wordt goed door gesteente geabsorbeerd en is bovendien prima te versturen over afstanden tot enkele tientallen kilometers. De eigenlijke stralingsbron, een zogenoemde gyrotron, bevindt zich aan het oppervlak. De straling wordt door een metalen buis (een ‘golfpijp’) naar de boorstaaf gestuurd. Terwijl deze zich door het gesteente vreet, slaat een deel van het verdampte gesteente neer op de wand van de put, die daardoor verglaast. Quaise heeft onlangs 40 miljoen dollar opgehaald en wil volgend jaar een eerste put branden. 

Als deze boortechnieken inderdaad de veldproeven doorstaan, dan kan er in principe op elke plek ter wereld een geothermale energiecentrale worden gebouwd. Ook in Nederland dus. Quaise wijst er bovendien op dat de geothermale putten gekoppeld kunnen worden aan de turbines van bestaande energiecentrales. Zo zou bijvoorbeeld de veelbesproken kolencentrale Onyx op de Maasvlakte een tweede leven kunnen krijgen. 

Aardbevingen 

Zitten er dan helemaal geen nadelen aan deze vorm van energiewinning? Jawel. In 2006 vond in de buurt van het Zwitserse Bazel een aardbeving plaats met een kracht van 3,4 op de schaal van Richter toen ingenieurs water onder hoge druk in een boorput injecteerden. Het project werd afgeblazen. Overigens hoeft er niet per se water in de grond te worden geïnjecteerd om energie te oogsten. Veel geothermische centrales draaien op natuurlijke stoom. Maar aardbevingen zijn wel iets om rekening mee te houden bij het bepalen van de bouwlocaties van geothermische centrales. Overigens zijn de bouwvoorschriften in aardbevingsgevoelige landen zoals Griekenland zodanig dat moderne huizen daar veel zwaardere aardbevingen zonder schade doorstaan. 

Aardwarmte kan binnenkort zomaar de hoofdrol opeisen in de energietransitie. Natuurlijk zullen nimby’s (‘not in my backyard’) zich tegen de boorputten keren, maar velen zullen geothermische centrales op de Maasvlakte of kunstmatige eilanden best zien zitten als alternatief voor windmolens aan de horizon. Voor een klein land met een grote en zeer energiehongerige bevolking lijkt de techniek zeer geschikt. 

💡Wil jij zelf groene stroom opwekken? Overweeg zonnepanelen!

Wanneer je je dekbed gewassen hebt, wil je dat het natuurlijk weer lekker dik en luchtig aanvoelt. Maar wanneer je hem gewoon in de droger gooit, kan de vulling gaan klonteren, zodat er dunne stukken en dikke stukken ontstaan. Dat slaapt niet echt lekker. Om dat te voorkomen, gooien veel mensen er een paar tennisballen bij. Helpt dat echt?

Wat tennisballen in de droger doen

Tijdens het drogen raken de tennisballen telkens het dekbed. Dat helpt vooral bij dons en veren. Als die nat zijn, blijven ze aan elkaar plakken en zakt de vulling in. Door de constante beweging vallen die samengepakte delen weer uiteen, waardoor de vulling zich opnieuw verspreidt. Zo kan de warme lucht overal beter bij en droogt het dekbed gelijkmatiger. De droogtijd wordt er niet korter van, maar het dekbed komt wel duidelijk voller uit de droger.

Hoeveel tennisballen zijn genoeg?

Met één tennisbal in de wasdroger merk je vaak weinig, zeker bij een groot dekbed. Die verdwijnt al snel in de stof en heeft dan weinig effect. Met twee tot vier ballen werkt het beter, omdat ze het dekbed op meerdere plekken tegelijk in beweging houden. Zolang de ballen vrij kunnen bewegen en niet vast blijven zitten in de vulling, doen ze hun werk.

Kun je elke tennisbal gebruiken bij het drogen van een dekbed in de droger?

iet elke tennisbal is even geschikt. Vooral nieuwe of felgekleurde ballen kunnen bij hogere temperaturen kleur afgeven en kleine pluisjes verliezen van de vilten buitenlaag. Dat komt niet vaak voor, maar het risico is wel aanwezig. Gebruik je oudere tennisballen, dan is de kans hierop kleiner. Wil je dat verder beperken, dan kun je de ballen in een oude witte sok stoppen en die dichtknopen. Het effect blijft grotendeels hetzelfde, al is het iets minder uitgesproken dan met losse ballen.

Geef het dekbed genoeg ruimte in de droger

Tennisballen helpen alleen als het dekbed voldoende ruimte heeft om te bewegen. Is de trommel te vol, dan draait alles als één geheel rond en gebeurt er weinig. Wil je grote tweepersoonsdekbedden drogen, dan heb je een droger met een ruime trommel nodig. Heb je die niet zelf? Kijk dan of er een wasserette bij je in de buurt is. Meer ruimte zorgt voor meer beweging en daarmee voor een beter eindresultaat.

Niet elk dekbed kan in de droger

Tennisballen hebben vooral effect bij dons- en verendekbedden. Bij synthetische vulling is dat verschil kleiner en kan de constante beweging van de ballen de vulling na verloop van tijd zelfs vervormen. Wol, zijde en andere natuurlijke materialen mogen meestal helemaal niet in de droger. Check daarom altijd eerst het waslabel voordat je het dekbed in de trommel legt.

Even tussendoor opschudden helpt

Haal het dekbed halverwege het programma even uit de droger en schud het los, alsof je het bed opmaakt. Leg het daarna omgedraaid terug in de trommel. Zo verdeelt de vulling zich opnieuw en kan het dekbed gelijkmatiger drogen.

Wat kun je van het eindresultaat verwachten?

Tennis- of drogerballen zijn vooral een hulpmiddel, geen vervanging voor de juiste drooginstellingen. Droog het dekbed niet te vaak of te heet: kies een lage of middelhoge temperatuur en selecteer een speciaal dons- of beddengoedprogramma als dat op je droger zit. Zorg ook voor voldoende ruimte in de trommel. Als je dan ook nog eens ballen laat meedraaien, heb je er alles aan gedaan om te zorgen dat je dekbed weer lekker vol uit de droger komt!

Waarom start een computer met een SSD binnen enkele seconden op, terwijl een oude harde schijf blijft ratelen? Het vervangen van een HDD door een SSD is de beste upgrade voor een trage laptop of pc. We leggen in dit artikel uit waar die enorme snelheidswinst vandaan komt en wat het fundamentele verschil is tussen deze twee opslagtechnieken.

Iedereen die zijn computer of laptop een tweede leven wil geven, krijgt vaak hetzelfde advies: vervang de oude harde schijf door een SSD. De snelheidswinst is direct merkbaar bij het opstarten en het openen van programma's. Maar waar komt dat enorme verschil in prestaties vandaan? Het antwoord ligt in de fundamentele technologie die schuilgaat onder de behuizing van deze opslagmedia.

De vertraging van mechanische onderdelen

Om te begrijpen waarom een Solid State Drive (SSD) zo snel is, moeten we eerst kijken naar de beperkingen van de traditionele harde schijf (HDD). Een HDD werkt met magnetische roterende platen. Dat kun je vergelijken met een geavanceerde platenspeler. Wanneer je een bestand opent, moet een fysieke lees- en schrijfkop zich naar de juiste plek op de draaiende schijf verplaatsen om de data op te halen. Dat fysieke proces kost tijd, wat we latentie noemen. Hoe meer de data op de schijf verspreid staat, hoe vaker de kop heen en weer moet bewegen en wachten tot de juiste sector onder de naald doordraait. Dit mechanische aspect is de grootste vertragende factor in traditionele opslag.

©Claudio Divizia

Flashgeheugen en directe gegevensoverdracht

Een SSD rekent definitief af met deze wachttijden omdat er geen bewegende onderdelen in de behuizing zitten. De naam 'Solid State' verwijst hier ook naar; het is een vast medium zonder rammelende componenten. In plaats van magnetische platen gebruikt een SSD zogenoemd NAND-flashgeheugen. Dat is vergelijkbaar met de technologie in een usb-stick, maar dan veel sneller en betrouwbaarder. Omdat de data op microchips wordt opgeslagen, is de toegang tot bestanden volledig elektronisch. Er hoeft geen schijf op toeren te komen en er hoeft geen arm te bewegen. De controller van de SSD stuurt simpelweg een elektrisch signaal naar het juiste adres op de chip en de data is direct beschikbaar.

Toegangstijd en willekeurige leesacties

Hoewel de maximale doorvoersnelheid van grote bestanden bij een SSD indrukwekkend is, zit de echte winst voor de consument in de toegangstijd. Een besturingssysteem zoals Windows of macOS is constant bezig met het lezen en schrijven van duizenden kleine systeembestandjes. Een harde schijf heeft daar enorm veel moeite mee, omdat de leeskop als een bezetene heen en weer moet schieten. Een SSD kan deze willekeurige lees- en schrijfopdrachten (random read/write) nagenoeg gelijktijdig verwerken met een verwaarloosbare vertraging. Dat is de reden waarom een pc met een SSD binnen enkele seconden opstart, terwijl een computer met een HDD daar soms minuten over doet.

©KanyaphatStudio

Van SATA naar NVMe-snelheden

Tot slot speelt de aansluiting een rol in de snelheidsontwikkeling. De eerste generaties SSD's gebruikten nog de SATA-aansluiting, die oorspronkelijk was ontworpen voor harde schijven. Hoewel dat al een flinke verbetering was, liepen snelle SSD's tegen de grens van deze aansluiting aan. Moderne computers maken daarom gebruik van het NVMe-protocol via een M.2-aansluiting. Deze technologie communiceert rechtstreeks via de snelle PCIe-banen van het moederbord, waardoor de vertragende tussenstappen van de oude SATA-standaard worden overgeslagen. Hierdoor zijn snelheden mogelijk die vele malen hoger liggen dan bij de traditionele harde schijf.