.

1. GEOENERGI I VÅRA
AKVIFÄRER
Malva Abugor-Ahlkrona
2013-04-04

3.  Hydrogeokarta Uppsala för diskussionsunderlag.

4. Akvifärlager - princip
Uttagsbrunn temperatur: +4 - 9°
Kylbatteri
Förvärmning av
ventilationsluft
Värmepumpar
Återföringsbrunn temperatur:
+10- 15°
Kallt grundvatten Uppvärmt grundvatten

6.  Process - hur arbetar WSP med geoenergi

8. Källa: VAS-rådet rapport 6, 2009. Dricksvattenförekomster i
Stockholms län

10. Från: Bonte, Matthijs et al, 2011. Underground Thermal Energy Storage: Environmental Risks and
Policy Developments in the Netherlands and European Union. Ecology and Society 16 (1)

12. TACK!
Malva Abugor-Ahlkrona, 070-6886256
malva.ahlkrona@wspgroup.se
Läs mer:
Bonte, Matthijs et al, 2011. Underground Thermal Energy Storage: Environmental Risks and
Policy Developments in the Netherlands and European Union. Ecology and Society 16 (1)
Geotec och Svensk Geoenergi 2012:1. Geoenergin i samhället.
Rydel, Dominika A. 2013. Geoenergiborrhål som avviker och hamnar under en grannes
Gör de intrång i grannens äganderätt? Examensarbete vid Stockholms universitet,
institutionen
Sommer et al 2013. Combining shallow geothermal energy and groundwater remediation.
European Geothermal Congress 2013
VAS-rådet rapporter nr 6, 2009. Dricksvattenförekomster i Stockholms län. Prioriteringar för
långsiktigt skydd. ISSN 1653-8870

13. Tillståndsprocessen

14. 300
borrhålsla
ger
Storskaliga geoenergilager
100-tal
akvifärlag
er
Borrhålslager Akvifärlager

15. Typdata
Källa: Vägval Geoenergi - IVA

16. Ekonomisk översikt för olika lagringsalternativ

17.  Process - hur arbetar WSP med geoenergi

18. Exempel – Arlanda akvifärlager
 För värmning av landningsbanor och kylning av lokaler
 Inga värmepumpar
 Varm och kall sida skiljs åt av bergrygg

19. BONUSBILDER

20. Geoenergi är en hållbar energikälla
 Geoenergi är en hållbar energikälla, jämförbar med fjärrvärme och fjärrkyla,
enligt Energimyndigheten.
 Inneboende energi – energiåtgång för tillverkning, transport och drift är ca
fem gånger större för kylmaskiner jämfört med borrhålslager.

21. WSP projekt akvifärlager
Kvarteret Hunden i Luleå Scientologkyrkan i Arlöv

22. SAS Frösundavik Akvifärlager
• Vinter - Uppvärmning med värmepump - Akvifären kyls
• Sommar - Kylning (frikyla) - Akvifären värms
• System COP - 7
• I drift sedan år 1987
(togs i drift 1989)
Värmeproduktion 3,7 MW, Kylning 1,5 MW, pay-off 2-4 år

23. Förutsättningar Bara värmebehov
 Direktväxlat högtemperaturlager + solfångare för
lagerladdning och varmvatten + fjärrvärmekomplettering
- golvvärme [Anneberg i Danderyd]

24. !. !.
!.
!.
kv Grävlingen (ny)
kv Hästskon (bef, omprövning)
!.
!.
!.
!.
!(
!.
!(
!(
!(
!(
!(
kv Trollhättan (ny)
!( !(
!(
!(
!(
!(
!(
!(
Fortum (bef)
± 0 20 40 80 meter
Teckenförklaring
Brunnsanvändning !( Kall
!( Varm
!. Övriga brunnar för akvifärkyla
term_pav_geoarena
Akvifärdjup
>20
- 20 - -15
-15 - -10
-10 - -5
-5 - 0
0 - +15

25. Akvifärlager inom WSP
 2014 (beställning ca 1 Mkr vid årets start)
 Gallerian och Rosenborg
 Halmstad och Skövde
 Nya kunder!
 2013 (1 300 plus 200 plus 1600 blir 3,1 Mkr)
 Gallerian (inlämnad ansökan, borrningar, provpumpning, avtal)
 Rosenborg (provpumpning 1, 2)
 IKEA mediacentral
 2012 (700 plus 100 plus x plus 200 blir ca 1 Mkr)
 Gallerian och Grävlingen/Hammaren (modelleringsarbeten)
 Kvarteret Hunden
 Rosenborg (anbud provpumpning)
 2011 (1 Mkr)
 Gallerian, Grävlingen/Hammaren (förstudie)
 Kvarteret Hunden
 Sollentuna Energi förstudie
 2009
 Arlöv scientologi
 Flera förstudier, bl a Skanstull, Södertörns fjärrvärmeförbund
 Gyllene 80 och 90-talet
 SAS Frösundavik

27. WSP kan alla delar
 Byggnadens förutsättningar, energikartläggnin och LCC
 Hydrogeologi inklusive vattenskydd och modellering
 Tillståndsansökan och MKB
 Projektering
 Projektledning

28. Från projektidé till färdig anläggning för akvifärlagerprojekt
 Förstudie
ngefärligt energi- och effektbehov
ydrogeologiska förutsättningar (finns akvifär, temperatur, trolig brunnskapacitet)
latsförhållanden (plats för brunnar, marktillgänglighet, rådighet över mark att
placera brunnar på)
inder mot tillstånd (vattenskyddsområden, naturreservat mm)
reliminär dimensionering och systemlösning
reliminär kostnadsbedömning
 Hydrogeologiska undersökningar och utvärdering i beräkningsmodell
 Tillståndsansökan för vattenverksamhet
 Slutlig projektering, installation, driftsättning och besiktning

29. Ny tjänst - process

30. Berlin och Bålsta
 Tyska parlamentsbyggnaden i
Berlin
 Två akvifärlager
 Naturligt salthaltigt på 300 m
djupt, för lagring av
överskottsvärme, 70ºC
 Sötvatten på 65 m djup, används
för kylning, 5ºC
ålstad räddningstjänst, utanför
Enköping
 Borrhålslager och solfångare ger
tappvarmvatten under sommaren
 Vintertid tas värme från
borrhålslagret
 Överskottsvärme från solfångare
återladdar borrhålslagret

31. Undersökningar
 Jordprovtagning med rördrivning
 Installation av minst en provpumpningsbrunn
 Genomförande av hydrauliskt test som provpumpning
 Utvärdering av vattenkemidata avseende igensättning, korrosionsrisk
 Magasinsanalys och utvärdering av termiska egenskaper, t ex i MODFLOW-miljö
 Beräkning av akvifärens lagringskapacitet med optimal brunnsplacering

32. Läsa mer
 Bonte et al, 2011, Underground Thermal Energy Storage, Environmental Risks
and Policy Developments in the Netherlands and European Union)
 Eriksson och Göräng 2013 – examensarbete om geoenergi vid Mälardalens
högskola.
 Geoenergi i samhället – Geotec 2012
 IVA Geoenergi – underlagsrapport Vägval energi

33. Vi hjälper er med
•Förstudier
•Lämpliga systemlösningar
•Hela projekt
•Förfrågningsunderlag

34. Från projektidé till färdig anläggning för
borrhålslagerprojekt
 Förstudie
ngefärligt energi- och effektbehov
eologi – jorddjup, bedömning av bergets värmeledningsförmåga
ventuella hinder för tillstånd (tunnlar, planfrågor)
reliminär dimensionering och systemlösning
reliminär kostnadsuppskattning
 Undersökningar och utvärdering
rovborrning
ermiska responstester
imulering, t ex i EED
 Tillståndsansökan eller anmälan (olika i olika kommuner)

35. Förutsättningar Värme & kylbehov
Värmepump + energilager (värme & kyla) i berg, ev med
kompletterande värme(kyl)laddning av energilager med KMK & nålbatt.
+ frikyla(KMK) (+ solfångare för varmvatten) + solceller + spetsvärme
från fj.värme / elpanna / oljepanna (bio) + spetskyla från VP i kyldrift
[lösningsvariant för ny färjeterminal i Värtan]
[lösningsvariant med solceller för Ideon GateWay i Lund]

36. Rostock – laddning och uttag ur akvifären

37. Rostock – i siffror
 Akvifär mellan 10-30 m djup
 55 meter mellan brunnarna
 Hydrogeologiska undersökningar visar på hydraulisk konduktivitet 6 *10-5 m/s
och 9 *10-5 m/s men varierande med djupet
 Nedladdad värme i akvifärlager: 250-300 MWh per år
 Återhämtad värme: 140-160 MWh per år
 Solinstrålning: 1200-1400 MWh/år
 Nyttogjord solenergi: 40-50% av instrålad energi
 Investeringskostnad 1000 € varav solfångare och akvifärlager 700 €.

38. Rostock - systemskiss

39. Rostock – solfångaranläggning med akvifärlager
 Tak täckta av solfångare, integrerade fönster
 Sommartid produceras tappvarmvatten och överskottet laddas till akvifär
 Vintertid uppvärmning från akvifär
 Drifttaget år 2000
Källa: Schmidt et al, The Central Solar Heating Plant with Aquifer Thermal Energy Store in Rostock – Results after
four years of operation

40. Energilager för fjärrkyla
Vintertid lagras kallt vatten i grundvattenmagasinet i Brunkebergsåsen (+3,5°C).
April-juni frikyla från Edsviken
Juli-september frikyla från akviferlagret (temperaturen i Edsviken är för hög)
3 000 kg miljöfarliga freoner försvinner från Sollentuna
Sparar 2.000.000 kWh el och ökar omsättningen av vattnet i Edsviken.

41. UTES - Underground Thermal Energy Systems
Borehole
Thermal Energy
Storage – BTES
Aquifer Thermal
Energy Storage -
ATES

43. Miljöaspekter
 Borrhålslager
 Köldbärare
 Kortslutning av vattenförande system (igenfyllning av borrhål motverkar)
 Elanvändning
 Akvifärlager
 Konkurrerande vattenintressen som dricksvatten eller naturvärden
 Förändrad vattenkemi som redoxförhållanden, salinitet mm
 Kortslutning av akvifärer och nya flödesvägar (sällan)
 Temperaturpåverkan på mikrobiologiska förhållanden (inte noterat hittills)
 Påverkan på grundvattennivå kan ge stabilitets eller översvämningsproblem
 Elanvändning
 (Se även Bonte et al, 2011, Underground Thermal Energy Storage, Environmental Risks and
Policy Developments in the Netherlands and European Union)

44. Var är tekniken tillämplig?
Borrhålslager
• Överallt (beroende på markens/bergets
värmeledningsförmåga)
• Bäst värmeutvinning från urberg
Akvifärlager
• Isälvsavlagringar - ”Rullstensåsar”
• Sedimentär berggrund
• 10-15 % av Sveriges yta (25-30 % av befolkningen).

47. Akvifär med hög genomströmning – ensidigt uttag möjligt
Uttagsbrunn temperatur: +4 -
9°
Kylbatteri
Fan coil
Kylbafflar
Förvärmning av
ventilationsluft
Återföringsbrunn temperatur:
+10- 15°

48. Ta hand om oss
I år passerade vi det årliga
resurstillskottet
(de resurser som jorden
återskapar varje år)
den 20 augusti.
Beräkningar visar att vi kommer
att passera
samma punkt
den 17 augusti nästa år, dvs tre
dagar tidigare.

49. Skiktning i akvifär

50. Var är tekniken tillämplig?

51. Typdata

52. Lagringsprincip
Bild - Norconsult

54. Akvifärlager
(ATES)

55. Sammanfattande jämförelse
Aspekt Borrhålslager Akvifärlager
Geologi Grunda berglägen av
kvartsrikt urberg
Grundvattenförande
formation t ex ås
Energileverans Baslast Baslast eller topplast
Förundersökningar Få (termiskt responstest) Flera (provpumpning,
modellering,
grundvattennivåer)
Miljörisker Läckage av köldbärare Ändrade
grundvattennivåer
Tillstånd Oftast anmälningsplikt Tillstånd för
vattenverksamhet
(miljödom)
Återbetalningstid 4-6 1-3
Antal i Sverige 300 100