Enormt potensial for bergvarme i Norge – Hybridløsninger og GeoTermos kommer

Det kan ytterligere forbedre ytelsen til standard bergevarmepumper når det gjelder kostnadseffektivitet, størrelsen på brønnparken, strømforbruk eller interaksjon med strømnettet.

Det var hovedbudskapet da NTNU samlet bransjen til workshop om hybrid bergvarmepumper i Trondheim.

Workshopen samlet både studenter, forskere, rådgivere, leverandører og offentlige aktører – et tydelig tegn på økende interesse for teknologien. Programmet spente fra PVT/sol og tørrkjølere for temperaturregenerering til høytemperatur sesonglagring, også kalt GeoTermos.

Fra PVT til tørrkjølere – hva gir mest effekt?

– Med temperaturregenerering åpner hybrid grunnvarmepumper nye muligheter, og muliggjør høyere energieffektivitet, mindre borehullsfelt i tette byområder, eller bedre kostnadseffektivitet enn standard GSHP. De kan også støtte oppgradering av underdimensjonerte borehull, og gjøre GSHP-teknologien enda mer robust, sa Laurent Georges fra NTNU.

KTH viste hvordan PVT + GSHP kan stabilisere temperaturen i brønnfeltene, redusere topplast og i noen tilfeller gjøre det mulig å bygge på trange tomter. Forskergruppen peker særlig på potensialet i erstatningsmarkedet, der eldre brønnfelt er blitt «kalde» over tid; PVT-regenerering kan da redusere topplast med om lag 10 % og bidra til mindre borehullsfelt i nye eller oppgraderte anlegg. Dette er dokumentert i forskningspresentasjoner og fagfellevurderte arbeider fra KTH-miljøet.

DualSun la frem praktiske prosjekter og konsepter der PVT brukes til brønnregenerering for å redusere antall eller dybde på brønner, unngå «kalde» brønner og løfte system-SPF. Deres eksempler viser at PVT kan være et lavstøy-alternativ til tørrkjøler og et virkemiddel for å få geoenergi til å fungere på små tomter.

SKANSKA presenterte sitt Inotherm+ energiforsyningskonsept der målet er å oppnå høy SPF for oppvarming og kjøling. Her er PVT til forvarming av tappevann og regenerering av borehull en viktig del av konseptet.

Mens de første presentasjonene fokuserte på PVT, viste de etterfølgende eksempler på andre varmekilder til regenerering. NTNU presenterte en sammenlignende studie av hybride oppsett (regenererende og bivalente). Konklusjonene er basert på langtids­simuleringer (TRNSYS) med varierende energipriser og borekostnader.

Hovedfunn:

• Solfangere (ST) og GSHP + tørrkjøler (DC) i serie gir størst regenerering og betydelig reduksjon i borehullsbehov og/eller høyere SPF.
• PVT har lavere regenereringspotensial enn ST og DC men tilbyr el-produksjon og støtter nedskalering av borehullsfelt der areal/kapital er knapt.
• Tørrkjøler i parallell og bivalente luftkilder har i dette beregningseksemplet mer begrenset effekt på redusert borehullslengde.

Norconsult demonstrerte et simuleringsopplegg for sykehus som viste hvor kritisk det er å styre temperaturnivåer (særlig retur) og å analysere 10-års termikk (temperaturutviklingen) i brønnfeltet. Presentasjonen peker på at gjenvinning fra avkastluft kan halvere antall brønner, og at tørrkjøler kan være et reelt alternativ der avkast-gjenvinning ikke er mulig.

DTU belyste solassistert GSHP med horisontale sløyfer (HGHE) fra eksperimenter på Lyngby-campus. Studier fra DTU-miljøet dokumenterer målbare effektivitetsgevinster og sesongladning av grunnen, og viser at HGHE-løsninger kan fungere i kaldt klima – men er mindre utbredt i Norge.

Til slutt er kostnadseffektivitet, energieffektivitet og samspill med strømnettet viktige faktorer når man velger varmekilde for regenerering, men andre aspekter bør ikke undervurderes, som tilgjengelig plass på tak eller tomt, støy (spesielt i boligområder) og uteseende.

GeoTermos (HT-BTES): når sommer blir vintervarme

Asplan Viak presenterte GeoTermos – høytemperatur sesonglagring i brønnfelt – der store mengder varme (sol/spillvarme) lades inn om sommeren for levering om vinteren. Hensikten med varmeladingen er å øke temperaturen i berggrunnen betydelig over naturlig temperaturnivå. Nøkkelpunkter:

• Minimumsstørrelse er viktig for virkningsgrad (volum/overflate).
• Kan levere betydelige kWh og kW om vinteren.
• Gir høy energi per brønn (anslått 5–6× mer per brønn/år ved høytemperaturlading).

Fjell skole (Drammen) trekkes frem som demonstrasjon for HT-BTES/GeoTermos. Eksterne fagkilder bekrefter anleggets prinsipp og dimensjonering (ca. 100 brønner à 50 m, 4 m avstand) og at høytemperaturlagring muliggjør direkte vinterleveranser.

NTNU presenterte også arbeid på modellering og dimensjonering av HT-BTES for Nyhavna i Trondheim, der sesonglagring vurderes sammen med fjernvarme/overskuddsvarme fra forbrenning. Eksterne prosjektbeskrivelser bekrefter målsettingen om å modellere et borehullslager som lades fra avfallsforbrenning for sesongbruk; nøyaktig årsenergileveranse avhenger av valgt design og drift.

– GeoTermos-teknologien forvandler billig eller gratis sommerenergi til verdifull vintervarme – når vi trenger den mest, sa Randi Kalskin Ramstad (Asplan Viak).

Norske erfaringer og drift

NORCE viste norske eksempler (bl.a. Scandic Flesland) og peker på at drift av komplekse systemer historisk har vært en barriere, men at bedre styring, overvåking og datakvalitet (inkl. KI/optimalisering) reduserer risikoen. En sammenligning for Flesland viser at eksisterende bergvarmeløsning hadde lavere livssykluskostnad enn analyserte alternativer; solvarmekollektorene i det konkrete oppsettet var ikke lønnsomme gitt lavt VV-behov. 

Hva betyr dette for prosjekter i Norge?

• Underdimensjonerte eller ubalanserte felt kan rehabiliteres effektivt med regenerering (PVT/ST/tørrkjøler/avkast).
• PVT for regenerering er særlig interessant der tomt/boring er begrenset eller ved felt-oppgradering; PVT er spesielt kostnadseffektive når stedets borekostnader er høye.
• Solfanger og tørrkjøler i serie gir størst regenerering/borereduksjon i NTNUs sammenligning; PVT gir mindre regenerering, men tilfører strøm – et viktig pluss i nettbelastede bygg.
• HT-BTES/GeoTermos er aktuelt i større anlegg/områder – krever volum og riktig integrasjon. Fjell skole dokumenterer prinsipp og drift; Nyhavna-arbeidet peker på potensialet sammen med fjernvarme/overskuddsvarme.