Bruk av grunnvarme Bidrag til energiutredning for Ringerike og Hole kommune.

Transkript

1 Bruk av grunnvarme Bidrag til energiutredning for Ringerike og Hole kommune. Grunnvarme er energi lagret i løsmasser, berggrunn og grunnvann. Energien utnyttes ved bruk av varmepumpe. Uttak av grunnvarme kan skje fra nedgravde slanger (0,6-1,5 meters dyp), fra energibrønner ( meters dyp) eller ved at varmen i grunnvann utnyttes. Energien i grunnen kommer fra solvarme og fra spalting av radioaktive elementer i berggrunnen. Energibrønn i fjell. Det vanligste alternativet for å utnytte grunnvarme er ved bruk av borehull i fjell, også kalt energibrønner. En kollektorslange av plast monteres ned i et meter dypt borehull. Kollektorslangen fylles med en frostvæskeblanding som sirkulerer og henter varme fra grunnen. Denne varmen kan nyttegjøres ved bruk av varmepumpe. Løsningen krever lite areal, og det eneste som synes på overflaten er et vanlig kumlokk. Energibrønner i fjell med kollektorslanger er populære og nærmest enerådende på eneboligmarkedet. Dette grunnvarmealternativet er også det mest brukte for større anlegg her til lands. Ved å kombinere anlegget slik at brønnparken benyttes både til kjøling og oppvarming (energilager) vil man oppnå effektive og økonomisk gunstige anlegg. Geologien i området er avgjørende for om bruk av grunnvarme med energibrønn i fjell vil være et økonomisk lønnsomt alternativ. Tykke leir- eller sandlag over fjell vil øke borekostnadene og fjellets egenskaper vil bestemme hvor mye energi som kan hentes ut per boremeter. Kartbilag 1 gir en oversikt over løsmassetykkelse i kommunene. Områder som er kartlagt med sammenhengende løsmassedekke er vist med mørk grønn farge. I disse områdene er vanligvis løsmasseoverdekningen tykk. Lys grønn farge angir områder med tynt eller ingen løsmasseoverdekning. Løsmassetykkelse på brønner som er registrert i NGUs brønndatabase er vist på kartet. Røde punkt angir brønner med mer enn 10 m med løsmasser over fjell. Blåe punkter angir brønner med mellom 5 og 10 m løsmassemektighet og svarte punkter angir brønner med mindre enn 5 m med løsmassemektighet over fjell. Antatt varmeledningsevne til berggrunnen er vist i kartbilag 2. Kartet er avledet fra berggrunnskart (1: ) og basert på varmemålinger utført på relevante prøver hovedsakelig fra Asker og Bærum. Varmeledningsevnen er avgjørende for energiuttaket fra en energibrønn i fjell. I tillegg vil også temperaturen i grunnen (T grunn ) og varmestrøm fra jordskorpa og mantel (q) ha betydning for energiuttaket fra en energbrønn i fjell. I figur 1 er anbefalt boredyp plottet mot varmeledningsevne. Beregningene er utført for et årlig energiforbruk på kwh, med en energibrønn med diameter 140 mm og enkel U-kollektorslange fylt med etanol og en effektfaktor på varmepumpa på 3,5. Anbefalt boredyp er oppgitt i effektive boremetre det vil si boremetre under grunnvannsnivå. Temperaturen i grunnen i Hole og Ringerike antas å være 6!C unntatt i de høyereliggende områdene. Over 250 m.o.h antas temperaturen i grunnen å være 5!C. Varmestrømmen antas å være 30 mw/m 2 unntatt i det området langs Randselva som inneholder den relativt radioaktive alunskiferen (figur 2). I disse områdene er varmestrømmen satt til 50 mw/m 2.

2 Årlig energiforbruk kWh Varmeledningsevne W/mK Anbefalt boredyp, boremeter under grunnvannsnivå Standard linje for Ringerike og Hole kommune. Opptil 250 m.o.h T grunn =6,0 0 C, q=30mw/m 2 2. Høyere varmestrøm pga alunskifer T grunn =6,0 0 C, q=50mw/m 2 3. Områder over 250 m.o.h med lavere temperatur i grunnen T grunn =5,0 0 C, q=30mw/m 2 T grunn : Temperatur i grunnen på 50 m dyp q : varmestrøm fra jordskorpa indre (bestemmer temperaturøkning med dypet i grunnen ) 180 Figur 1 Anbefalt boredyp plottet mot varmeledningsevne for en standard enebolig med et årlig energiforbruk på kwh. Figur 2. Området i Ringerike kommune som antas å ha høyere varmestrøm pga at det består av alunskifer, en bergart som har høyt innhold av radioaktive elementer

3 Bruk av grunnvann som energikilde Grunnvann kan brukes som energikilde. Ved å pumpe opp grunnvann, kan energien lagret i vannet utnyttes ved bruk av varmepumpe. Bruk av grunnvann som energikilde brukes i dag hovedsakelig i større anlegg i Norge blant annet Gardermoen flyplass. Disse anleggene er mer effektive og krever mindre investering enn anlegg med energibrønner i fjell. Et grunnvannsuttak på 8 l/s og en senking av grunnvannstemperaturen med 3 K (fra 6!C til 3!C ) tilsvarer et energiuttak på 100 kw. Både Hole og Hønefoss har store bebygde områder som er godt egnet for grunnvannsuttak. Kart over områder som er egnet for grunnvannsuttak er vist i kartbilag 3. Kartet er basert på kvartærgeologisk kart. Områder som er kartlagt som elv og breelvavsetninger består vanligvis av sand og grusavsetninger og er gjerne godt egnet for grunnvannsuttak. Det kan lokalt i disse "godt egnede områdene" være områder med mer finkornede avsetninger der det er vanskelig å få pumpet opp vannet. Det vil også finnes tørre områder der det er langt ned til grunnvannsnivået. Selv om man ligger innenfor godt egnet område anbefales det å gjøre forundersøkelser for å undersøke grunnvannskapasitet og også vannkvalitet før man investerer i et grunnvannsbasert anlegg. Dårlig vannkvalitet kan gi bakterievekst, igjenslamming eller utfellinger, noe som kan føre til driftsproblem for grunnvarmeanlegget på sikt.

4 Grunnvann som energikilde for varmepumpe for Ringerike og Hole kommuner Tegnforklaring Muligheter for grunnvannsuttak Godt egnet Mindre egnet Uegnet Europaveg Riksveg Viker- Tettsteder fjellet Kommunegrense Høgfjell Ringerike Ådalen 0 Heradsbygda 5 10 Kilometer Hønefoss Haugsbygda Holleia Krokskogen Hole Nordmarka

5 Løsmassetykkelse for Ringerike og Hole kommuner Tegnforklaring Løsmasseoverdekning Tykt og sammenhengende Tynt og usammenhengende/bart fjell Borehull < 5m Vikerfjellet 10 Borehull 5m < 10m Borehull 10m > Europaveg Riksveg Tettsteder Høgfjell 10 Kommunegrense 11 Ringerike Ådalen Holleia HeradsbygdaHønefoss Haugsbygda Kilometer ,5 32 Hole Krokskogen Nordmarka

6 Varmeledningsevne avledet av bergartstype for Ringerike og Hole kommuner Tegnforklaring W/mK 2,0-2,5 2,5-3,0 3,0-3,5 Vikerfjellet Europaveg Riksveg Tettsteder Kommunegrense Høgfjell Ringerike Ådalen Kilometer Holleia Heradsbygda Hønefoss Haugsbygda Hole Krokskogen Nordmarka