Geoenergi i Asplan Viak – med fokus på forundersøkelser

15. Februar 2016
Asplan Viaks utstyr for termisk responstest. Foto: Asplan Viak.

Asplan Viaks utstyr for termisk responstest. Foto: Asplan Viak.

Geoenergi er miljøvennlig og fornybar energi, og bruk av varmepumpe og energibrønner blir stadig mer populært blant norske byggeiere. Når investeringen er gjort, er ca. 70 % av varmen som leveres gratis, lokal og fornybar. For kjøling er gratisandelen ofte enda høyere. Nøkkelen til lønnsomhet ligger i mest mulig kWh per meter energibrønn.

Som rådgiver er Asplan Viak involvert i alt fra større utredninger og utviklingsprosjekter til forundersøkelser og detaljprosjektering av brønner og tilhørende grøfter. Vår erfaring er at tidlig og god planlegging, gjennomtenkte løsninger, gode grunnlagsdata og fokus på oppfølging i bygge- og driftsfasen er de største suksesskriteriene for vellykkede geoenergianlegg.

Dimensjonering av geoenergianlegg med energibrønner i fjell
Viktige kriterier:

  • Punkt én er å vite hvor mye varme og/eller kjøling brønnene skal levere, både som energi i kWh/år og som effekt i kW. Her er det viktig å være klar over at energiuttaket per meter borehull per år (kWh/m år) er et bedre tall for energibrønnenes ytelse enn effektuttak per meter borehull (W/m) som ofte brukes som en tommelfingerregel. Dersom energi- og effektbudsjettene er mangelfulle eller uriktige, er risikoen for feildimensjonering av geoenergianlegget stor.
  • Videre må man ha en klar oppfatning av ønsket temperatur opp fra brønnene når varmepumpen går for fullt etter mange års drift. Dette sikrer god ytelse og forutsigbarhet for varmepumpa.
  • For de største og mest kompliserte anleggene hvor den totale borelengden gjerne er 2000-4000 meter eller mer, anbefales det også å måle temperaturen og varmeledningsevnen i berggrunnen på stedet, samt varmeoverføringsegenskapene til kollektoren/borehullsvarmeveksleren i energibrønnen. Dette gjøres med en termisk responstest. Asplan Viak har eget utstyr til dette formålet, men gjør også analyser på oppdrag fra andre. De to siste årene har vi rapportert resultatene fra mer enn 40 termiske responstester i oppdrag spredt over hele landet.

Basert på grunnlagsdataene i punktene ovenfor, gjøres til slutt den nøyaktige beregningen av antall, dybde og avstanden mellom brønnene i en egnet programvare for geoenergi.

Erfaringene fra geoenergianlegget ved Powerhouse Kjørbo (10 energibrønner) og andre anlegg, er at oppfølging i bygge- og driftsfasen er nødvendig for å avdekke feil, samt justere og optimalisere driften. Generelt for energibrønndelen av et geoenergianlegg, bør fokus være å følge med på brønntemperaturene og levert varme og kjøling fra brønnene i de ulike driftssituasjonene. Framover forventes økt fokus på denne type aktiviteter med oppfølging og innsamling av reelle driftsdata fra geoenergianlegg. Bare ved å forstå hvordan anleggene fungerer i praksis, kan teknologien forbedres i framtida.

Med geoenergi er mulighetene mange
I tillegg til varme og kjøling av bygg, kan geoenergi brukes til en rekke andre formål:

  • Oppvarming av kunstgressbaner
  • Snøsmelting på parkeringsplasser, gågater, sykkelveier, og isutsatte veistrekninger som broer og bratte stigninger. 

 

Energi fra oppumpet grunnvann
Man må heller ikke glemme mulighetene for å bruke oppumpet grunnvann som energibærer. Med sin hydrogeologiske kompetanse har Asplan Viak lang erfaring med utnyttelse av grunnvann til ulike formål, også til energi.

Når forutsetningene er tilstede, har varmepumpeløsninger basert på grunnvann for middels til store bygninger god lønnsomhet, og er å foretrekke fremfor den vanlige grunnvarmeløsningen med energibrønner i fjell. I tillegg til at de geologiske forholdene må være gode (grunnvannsmagasin i sand- og grusavsetninger), må også vannkvaliteten og vanntemperaturen være tilfredsstillende. Dersom grunnvannet inneholder for mye jern og det blandes inn luft i vannet, blir det ofte problemer med utfellinger og belegg i varmevekslere og pumper. Grundige undersøkelser og planlegging av erfarne fagfolk er derfor viktig for å unngå slike problemer som er vanskelig å bli kvitt når de først har oppstått.

Asplan Viak deltar for tiden i forskningsprosjektet ORMEL. Forkortelsen ORMEL står for "Optimal ressursutnyttelse av grunnvann til oppvarming og kjøling i Melhus og Elverum. Hovedmålet i prosjektet er å fremskaffe et faglig solid og bærekraftig grunnlag for en optimal utnyttelse og forvaltning av grunnvannsressursene i de to kommunesentrene. Prosjektet er et samarbeid mellom Melhus (prosjekteier) og Elverum kommune, instituttene geologi og bergteknikk (prosjektledelse) og energi- og prosessteknikk ved NTNU, Norges geologiske undersøkelse (NGU) og Asplan Viak AS. Prosjektet er støttet av Regionale forskningsfond i Midt-Norge med 6 MNOK. Flere prosjekt- og masterstudenter, samt en PhD-stipendiat ved NTNU er tilknyttet prosjektet. I Melhus sentrum er det til sammen 8 anlegg som bruker oppumpet grunnvann som kilde til oppvarming og kjøling.