Brunnar/geoenergi

•Kommunal vattenförsörjning •Enskild vattenförsörjning •Bevattning •Industrins vattenförsörjning •Energilager •Energibrunnar •80% av ytvatten •Terrestra ekosystem

Göran Risberg

SGUs -Brunnsarkiv

•480 000 brunnar, de flesta borrade •Teknisk information (dimension,djup, fodring etc.) •Jord- och berglagerföljd •Läge och fastighetsbeteckning •Grundvattennivå samt provpumpningsdata

Varför engagerar sig SGU i detta Svaret = Grundvatten av god kvalitet Grundvattnet skall ge en säker och hållbar dricksvattenförsörjning samt bidra till en god livsmiljö för växter och djur i sjöar och vattendrag.

Olika typer av utnyttjande av geoenergi

• Bergvärme

• Bergkyla

• Ytjordvärme

• Grundvattenvärme/akviferlager

• Geotermi

• Borrhålslager

Så fungerar en energibrunn

• Utnyttjad energi huvudsak solvärme = förnyelsebar energikälla

• Värme transporteras till borrhål genom att borrhålet kyls ned

• Enbart den vattenfyllda delen av borrhålet bidrar med energi

Bergvärme, ofta till en enskild villa i tätbebyggelse, hämtar värme från berget Geotec

• Utnyttjad energi huvudsak solvärme = förnyelsebar energikälla

• Värme transporteras till borrhål genom att borrhålet kyls ned

• Enbart den vattenfyllda delen av borrhålet bidrar med energi

Enkelt U-rör

Mediandjup per år. Energibrunnar. SGUs Brunnsarkiv 2010­03­12

Totaldjup (m)

­200

­150

­100

­50

0

19761977

19781979

19801981

19821983

19841985

19861987

19881989

19901991

19921993

19941995

19961997

19981999

20002001

20022003

20042005

20062007

20082009

Varför säger man att det är solenergi??

Principskiss

över en energibrunn

Jord

Berg

Köldbärarvätskan transporterar värme till värmepump Köldbärarvätskan transporterar kyla till borrhål Kylning av borrhål skapar ojämnvikt vilket innebär att värme transporteras mot borrhål Avgörande faktorer för möjliga värmeuttagets storlek: 1 borrhålets djup 2 bergets värmeledningsförmåga 3 berggrundens utgångstemperatur

VP

-

-

- VÄRMETRANSPORT

Termiska influensen efter 10 år

Den termiska influensen efter 10 år på avståndet 5, 10, 20 och 40 m

Relativt borrhålsdjup för samma förhållanden men olika bergarter

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Sand, f

uktig

(1 W

/m,K

)

Lera, f

uktig

(1.6

W/m

,K)

Gabbro

(1.9

W/m

,K)

Morä

n (2 W

/m,K

)

Lerski

ffer (

2.2 W

/m,K

)

Sand, m

ätta

d (2.4

W/m

,K)

Kalkste

n (2.8

W/m

,K)

Gra

nit m

in (

2.2 W

/m,K

)

Gra

nit m

edel (3

.5 W

/m,K

)

Gra

nit m

ax (4

.07 W

/m,K

)

Kvarts

it (6

W/m

,K)

Gradning av borrhål

Grader cm/m

1 1,7

2 3,5

5 8,7

10 17,6

15 26,8

20 36,4

Exempel; 5 grader 150 m borrdjup 150*8,7 =1305 cm (13 m) På mitten blir det 7,5 m Två borrhål åt vardera hållet blir i medel 13 m från varandra.

150

13

Vad är fackmannamässigt ? 1 cm/m och grad ? Vad blir det i verkligheten

Grundvattenvärme / akviferlager Geotec

Borrhålslager för kombinerad försörjning av värme och kyla Geotec

Ytjordvärme, ofta för enskild villa på landsbygd, hämtar värme från de övre jordlagren Geotec

Grundvattenrisker med energiborrning

• Under borrning /entreprenad

– Hydraulisk kontakt/grundvattenavsänkning

– Utläckage från borrmaskin / kompressor

– Utläckage köldbärarvätska

• Efter entreprenad

– Läckage foderrör / berg (svets + tätning)

– Hydraulisk kortslutning

– Saltvatten (större risk för kylanläggning??)

– Grundvattenavsänkning (grundvattenvärme)

Andra risker…

• Termisk påverkan

• Skador på hus/vägar/ledningar……….tunnelbanor

• Tjälskador (främst ler- och siltmark)

Utläckage av köldbärarvätska

• Smaksättning av vatten (1 liter konc köldbärarvätska i ett 100 m djupt borrhål = 100 mg/l denatureringsmedel smakgräns ca 2 mg/l

• Nedbrytning av etanol kan ge följdproblem vanligast svavelväte, järn, mangan, omvandling av nitrat till nitrit samt ökad bakteriehalt

Risk för påverkan av grundvatten av dålig kvalitet

Energibrunn Vattenbrunn / Vattenuttag

Hydraulisk kontakt mellan borrhål

- Under borrning orsakad av tryckluft

- Efter borrning orsakad av vattenuttag

-Saltvattenpåverkan ?

saltvatten

Green collector = Brunnstrumpa

Frågetecken

1 Hur väl tätar den

2 Åldersbeständighet

3 Tålighet

- vassa kanter

- hydraulisk kontakt

Termisk återfyllning

Vilka krav skall man ställa på återfyllning

• Återfyllning genom injektering (från botten)

• Återfyllning som är tät =hydraulisk kond < 10-8

• Återfyllning som tål frysning

• Återfyllning som inte skadar grundvatten

• Återfyllning som inte skadar slangar = densitet

– Samspel mellan borrhålsdjup och slangtålighet

Borrning i VSO tillåtet eller inte och vilka skyddsåtgärder

• Vilken typ av vattentäkt (berg/jord/konstruktion)

• Vilken geologi

• Direkt i magasinet eller tillrinningsområde

• Primär eller sekundär skyddszon

• Avstånd till vattentäkt

• Uppströms eller nedströms vattentäkt

KAN NI LÄSA UT DETTA UR DET TEKNISKA UNDERLAGET!!

Grundvattenkartering – Heby kommun

Jordarter

Svallsand Lera Sand o grusåsar Morän

Borrning i VSO

• Påverkan under borrning (risk relativt lik andra undermarksarbeten med entreprenadmaskin)

• Risk för kortslutning av vattenförande lager

• Risk för utläckage av köldbärarvätska

• Saltvattenpåverkan (okänd = forskning behövs)

Borrhålslager för kombinerad försörjning av värme och kyla Geotec

Nivåpåverkan

Termisk påverkan

Syresättning

Grundvattenvärme / akviferlager effektivt! Geotec • Grundvattenytans läge

• Temperaturpåverkan

• Syresättning

– Ökad oxidation

– Ökad nedbrytning?