Grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg

Transkript

1 Grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg erfaringer fra mer enn 20 års drift Kirsti Midttømme og Randi K. Ramstad

2 Typer grunnvarme /energilager Kilde: Olof Andersson, Sweco

3 Grunnvarmebaserte varmepumper Land MW GWh/år Antall installasjoner Sverige USA Tyskland Sveits Canada Østerrike Ref: J.Lund et al 2004 Norge 400? ?

4 Grunnvann som energikilde åpen løsning Brønndyp: m Brønndiameter: cm Vannkapasitet: l/sek + Effektivt energiuttak + Middels investering - Krever god vannkvalitet - Forundersøkelser - Problem ved frost -Søknad til NVE om - uttak av vann - utslipp av vann

5 Viktige faktorer for grunnvann som vannkilde og energikilde Drikkevann Energikilde Lokalisering Stort område/ Begrenset til lite begrensning nærområdet, (r <100m) Vannkapasitet Viktig Viktig Vannkvalitet Viktig Viktig, for enkelte grunnstoff Temperatur Ikke avgjørende Viktig

6 Bruk av grunnvann til oppvarming /kjøling: Status internasjonalt, større anlegg USA Nederland Sverige Mange anlegg både til eneboliger og større bygg Stor variasjon mellom de forskjellige stater > 200 anlegg (direkte kjøling uten v.p) Ingen driftsproblem Ca 40 anlegg, 30 % med driftsproblem 65 % kombinert varme/kjøling Nedbetaling < 3 år Større fjernkjøling anlegg Kina Startet i 1960, (500 anlegg i Shanghai i 1984, 100 i 2000) Satsing på grunnvarme mot OL 2008 Tyskland Strenge miljøkrav Riksdagsbygningen i Berlin. Kombinasjon med solfangere / spillvarme Positiv utvikling

7 Grunnvann som energikilde Over 20 større anlegg (4 fra fjell resten fra løsmasser). Ca 30% har eller har hatt driftsproblem pga jern-/mangan utfelling. Eksempler Gardermoen flyplass VP:8MW, 18 brønner til 45 m dyp. Leiligheter i Målselv har fyrt Melhus kommune med grunnvann i 17 år 3 anlegg i Melhus sentrum. Melhusguiden

8 Norsk skogmuseum, Elverum Brønndatabasen NGU Rapport Kalskin & Hilmo

9 Norsk skogmuseum, Elverum Grunnvann benyttes til oppvarming og kjøling Brønn: 15 m dyp. Returvann ut i Glåma. Grunnvannsuttak: 7 l/s. Grunnvannstemperatur. Sommer 6 7 C Vinter 8-9 C Effekt på varmepumpe 110 kw Bygningsareal m 2 I drift fra 2003 Foto: OT. Ljøstad, Norsk Skogmuseum Investering kr Energibesparelse 60 % Nedbetalingstid 3-4 år

10 Brønndatabasen, NGU Kvinesdal sentrum grunnvannsverk Kvinesdal rådhus Kvartærgeologi Fylkesdata, NGU Kvinesdal ungdomsskole

11 Kvinesdal sentrum Kvinesdal Rådhus Kjøling og oppvarming I drift fra des Varmepumpe 100 kw Brønn 17 m dyp Uttak 10 l/s, (konsesjon 20 l/s) Returvann ut i Kvina Temperatur senvinter 6 7 C sommer C Kvinesdal ungdomsskole Oppvarming og delvis kjøling I drift fra høst 2004 Kvinesdal Rådhus Uttak ca 10 l/s (mulig 40 l/s) Investering 1,2 mill + moms Ca 3 år nedbetalingstid

12 Sandetun sykehjem og omsorgsboliger, Sande Ringerikesandstein Berggrunnsdatabasen NGU Brønndatabasen NGU løsmassebakgrunn

13 Sandetun sykehjem og omsorgsboliger, Sande Grunnvann benyttes til kjøling og oppvarming Drift fra sommer prod.brønner til 300 m (60 m leire over fjell) Total kapasitet 10 l/s 2 infiltrasjonsbrønner, 60 m fra prod. brønnene Anlegget planlagt som brønnpark i fjell med kollektorslanger, men pga boretekniske problem pga høy grunnvannstrømning ble løsning med direkte bruk av grunnvann valgt.

14 Borehullbasert grunnvarmeanlegg og energilager

15 Borehull i fjell (lukket system) Borehull med diameter 14 cm Borehullslengde m Enkel kollektorslange fylt med frostveske (etanol). + Driftsikkert + Lang levetid + Stabil temperatur - Stor kostnad

16 Bergvarme /borehullbasert energilager Status i Norge Ca 100 større anlegg i Norge Ca 15 nye hvert år Trend med dypere borehull enn i andre land. Spredt seg til hele landet. Alnafossen kontorpark, 2003 Byggherreprisen 2003 Bygningsareal m 2 54 borehull til 200 m dyp Effekt varmepumpe 1,2 MW

17 Energiuttak fra en energibrønn i fjell 1 Varmeledningsevne 2. Temperatur i grunnen 3. Varmestrøm 4. Grunnvannstrømning 5. Grunnvannsnivå Kostnader ved boring 1. Løsmassetykkelse 2. Boredyp

18 Betydning av grunnvannstrømning? Energibidraget fra grunnvannstrømning er usikkert Positiv effekt av termisk dreven konveksjon. Bo Nordell

19 Konklusjon Misjonering Alle som bygger på gode grunnvannsakviferer må få informasjon om bruk av grunnvann som energikilde før de begynner å bygge. Olof Andersson Forskrifter Det bør settes krav til hydrogeologiske forundersøkelser ved etablering av grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg. Forskning Effekt av grunnvannstrømning på energiuttaket fra energibrønner i fjell. Temperatur i grunnvannsakviferer.