Geonergia - lähienergiaa. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus (GTK)

Transkriptio

1 Geonergia - lähienergiaa Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus (GTK)

2 Maaperä Vaakaputkisto GEOENERGIA Kallioperä Energiakaivo Vesistöt ja pohjavesi Putkistot, avoin kierto ENERGIA LÄMPÖ VIILEÄ 2

3 GTK ja geoenergia 2016 alussa aloitti oma Geoenergia-yksikkö Toiminta Kokkolan ja Espoon aluetoimistoista käsin Geoenergiaan, lämmön varastointiin ja syvägeotermiseen energiaan liittyvää omarahoitteinen ja yhteisrahoitteinen tutkimus Koulutus, työryhmiin osallistuminen, kansallinen ja kansainvälinen yhteistyö GTK tarjoaa geoenergiapalveluja rakennuttajille, urakoitsijoille, kaavoittajille, suunnittelutoimistoille 3

4 Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 1. Suurten kohteiden energiakaivokenttien suunnittelu Geologinen kartoitus alueella Kenttätutkimukset alueella (näytteenotto, mittaukset) Energiakaivokentän mitoitus ja mallinnus laskennallisesti => Kustannustehokas, pitkäikäinen ja optimoitu ratkaisu 4

5 Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 2. Energiakaivokenttien lämpötilamonitorointi ja käytön ohjaus Reaaliaikainen lämpötilamittaus kertoo kentän tilanteen Optimoidaan kentän ja koko energiajärjestelmän käyttöä säästetään rahaa sekä CO 2 -päästöissä SOK:n logistiikkakeskukset Sipoossa. Kuva: Parviainen Arkkitehdit Oy 5

6 Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 3. Alueellisen geoenergiapotentiaalin selvittäminen Taustalla geologinen tieto Kallioperä Maapeite Pohjavesiolosuhteet Yleistietoa kaavoittajille aluesuunnitteluun: Miten geologia vaikuttaa geoenergian saatavuuteen? Mikä on kustannustehokkain tapa hyödyntää geoenergiaa? Tarkennettua tietoa: Kiinteistökohteiden energiajärjestelmien suunnitteluun Teknisiin ratkaisuihin Lupaprosessin sujuvoittamiseen 6

7 Geoenergiapotentiaaliin vaikuttavia geologisia ja hydrogeologisia tekijöitä Kallioperän laatu Kivilajikoostumus, kallioperän rakoilu -> porattavuus Kivilajien mineraalikoostumus vaikuttaa geoenergian saatavuuteen Maapeitteen paksuus / kallionpinnan syvyys Maaporaus on kalliimpaa Irtomaan lämmönjohtavuus on heikko, pitää kompensoida lisäsyvyydellä Alueellista vaihtelua voi olla kymmeniä metrejä! Pohjavesiolosuhteet Pohjaveden pinnankorkeus ja virtausolosuhteet kallioperässä Erityiskysymyksenä pohjavesialueet ja pilaantuneet maa-alueet: Huomioitava virtaussuunnat ja etäisyys vedenottamoon Tekniset ratkaisut riskien minimoimiseksi 7 7

8 Esimerkki: Otaniemen geoenergiapotentiaali

9 9 Asmo Huusko (GTK)

10 Lämpötila maankamarassa Maanpinnan lämpötila riippuu voimakkaasti ilman lämpötilasta Vuodenajat vaikuttavat Mm. lumipeite ja paikan aurinkoisuus/varjoisuus vaikuttavat paikallisesti Noin m syvyydeltä alkaen lämpötila maankamarassa on vuodenajasta riippumaton Syvyys [m] Lämpötila [ o C] Talvi 60 Kesä Maanpinnan keskilämpötila (Lähde: N. Leppäharju, 2008)

11 lämpötila [ o c] Lämpötila maankamarassa Maankamaran lämpötila kasvaa syvemmälle mentäessä noin 1 1,5 astetta / 100 m Lämpötiloissa paikkakohtaista vaihtelua Kauan rakennettuna olleilla alueilla mittauksissa havaittu noin 50 m syvyydelle asti ylimääräistä lämpöä Pohjaveden virtaukset voivat vaikuttaa lämpötiloihin 300 m syvyydellä lämpötila voi olla Suomessa n C syvyys [m] Lappi Oulun seutu, luonnontilainen Keski-Pohjanmaa, rakennettua infraa Pääkaupunkiseutu, luonnontilainen Pääkaupunkiseutu, vesistön läheisyys Pääkaupunkiseutu, rakennettua infraa

12 gtkdata.gtk.fi/ maankamara

13 SUOMEN GEOENERGIAMARKKINAT

14 Geoenergiaa hyödynnetään maalämpöpumpulla Maaperä Kallioperä Vesistöt 14

15 Geoenergia nyt ja tulevaisuudessa Suomessa tuotetaan maankamarasta geoenergiaa noin 5 TWh vuodessa mikä on vajaa neljännes Ruotsin vastaavasta luvusta Ruotsi aloitti voimakkaan panostuksen lämpöpumppuihin jo luvulla kun taas Suomessa buumi on käynnistyi toden teolla vasta 2000-luvulla Suomi on kirinyt kuitenkin jälkilähtöisyydestään huolimatta geoenergian hyödyntämisen osaamisessa Hyvinkin kohtuullisesti saavutettavissa oleva tavoite geoenergialla tuotettavan energian osuudeksi on TWh 15

16 SULPU ry: Käyttöön otetut lämpöpumput vuosittain Ilmalämpöpumput (ILP) Ilma-/vesilämpöpump ut (UVLP) Poistoilmalämpöpump ut (PILP) 0

17 100 SULPU ry: Lämpöpumput suosituin päälämmitysmuoto uusissa pientaloissa 75 % osuus Maalämpöpumput Poistoilmalämpöpumput Kaukolämpö + biopolttoaineet Suora sähkölämmitys Vesikiertoinen sähkölämmitys Öljylämmitys

18 Geoenergian potentiaali Suomessa Sijainti Kylmä ilmasto (lämmitykseen 120 TWh/vuosi) Harvaan asuttu maa, vähän asukkaita Geologiset olosuhteet hyvät poraamiselle Infrastruktuuri Kaukolämpöverkko vain taajamissa, ei kattavaa kaasuverkkoa Uusia kiinteistöjä n kpl vuodessa Saneerauspotentiaali: öljykattilaa, vesikiertoista sähkölämmitystä, suoraa sähkölämmitystä Hintakehitys Fossiilisten polttoaineiden hinnat nousevat, lämpöpumpputeknologian hinta laskee Lämpöpumpun tuottaman energian hinta 3-6 c/kwh 18 1

19 Geonergia kasvukeskuksissa Hajautetut energiaratkaisut tulleet keskitettyjen järjestelmien rinnalle Suuret kaivokentät yleistyvät (kaavoituksellisia haasteita) Lähes nollaenergiarakennukset (nzeb) kohta täällä 2019 kaikki julkiset uudiskohteet 2021 kaikki uudiskohteet (EU direktiivi) Lämmitysenergian tarve vähenee, mutta viilennysenergian tarve kasvaa Geoenergialla päästään erinomaiseen kokonaishyötysuhteeseen varsinkin jäähdytyskäytössä 19

20 Suomen Kaivonporausurakoitsijat ry - Finlands Brunnsborrningsentreprenörer rf

21 Kaivonporausalan etujärjestö Perustettu vuonna 1995 Poratek-tavaramerkki rekisteröity vuonna 2002 Normipora- ja Normilämpökaivojen laatukriteerit vuonna 2003 Organisaatio koostuu porakaivourakoitsijoista sekä Partnerjäsenistä, jotka ovat porakaivoalan tavarantoimittajia ja palveluntuottajia 20 porakaivourakoitsijaa Kemiöstä Kuusamoon Normipora- ja normilämpökaivojen poraus Vaativat erikoisporaukset 18 partner-jäsentä Helsingistä Ouluun Laaja sidosryhmäverkosto ( mm. GTK, SULPU, SYKE )

22 Toiminta Kehittää kaivonporausalaa yhteistyössä viranomaisten ja sidosryhmien kanssa Edistää alan laatustandardeja Kouluttaa urakoitsijoita Toimii asiantuntijajäsenenä SYKEn kaivoverkostossa Tiedottaa jäsenistöä ja kuluttajia kaivonporausalan muutoksista Poratek Uutiset lehti, Poratek.fi verkkosivusto Kaivonporaussopimus ja porausraportti kuluttajaviranomaisten kanssa Kaivojen käyttö- ja huolto-ohjeet Asiantuntija Energiakaivo-oppaan päivityksessä Kansallisen porakaivojen standardisointityöryhmän jäsen

23 Porarikoulutus Kaivonporausalan koulutuksen pilottihanke käynnistyi tammikuussa 2014 yhteistyössä Ami-säätiö / Amiedun kanssa Tarkoituksena on luoda kaivonporausalalle koko maan kattava koulutusjärjestelmä Koulutus on valtion rahoituksen piiriin kuuluvaa ammatillista lisäkoulutusta, jonka tavoitteena on kaivonporausalan kestävän kehityksen ja vastuuntuntoisen toiminnan lisääminen Jokaiselle opiskelijalle tehdään henkilökohtainen opintosuunnitelma, joka sisältää teoriaopintoja sekä työssäoppimisjakson Koulutuksen kesto on 12 kk, jonka päätteeksi opiskelija suorittaa näyttökokeisiin perustuvan Opetushallituksen hyväksymän Maarakennusalan Ammattitutkinnon Ensimmäinen 12 henkilön ryhmä suoritti maarakennusalan ammattitutkinnot vuonna Jatkossa koulutetaan henkilön ryhmiä vuosittain. Suunnitteilla on myös rekrytointikoulutus kaivonporausalasta kiinnostuneille henkilöille

24 YHTEENVETO

25 Geoenergian edut lyhyesti: tuottaa lämmitys- ja viilennysenergiaa 24/365 koko maassa säästä riippumatta tuotetusta energiasta jopa 70 80% on ilmaisenergiaa maankamarasta on aitoa lähienergiaa "omalta tontilta" vähentää merkittävästi CO2-päästöjä muodostettavissa kannattavia ja tehokkaita hybridejä bio- ja aurinkoenergian sekä kaukolämmönkin kanssa 25

26 Visio 2030 Mikään energiantuotantotapa ei ole yksinään paras ja kokonaistaloudellisin ratkaisu tulevaisuuden tarpeisiin ja tavoitteisiin Aurinko, biomassa, tuuli, kaukolämpö kaikki huomioitava kokonaisuutta ajatellen Sähkön hajautetulla tuotannolla tuetaan geoenergiaa hyödyntävää lämpöpumppuratkaisua Kaukolämpöverkossa hyödynnetään enemmän lämpöpumppuja, perinteinen kaukolämpötekniikka täydentää geoenergiaan perustuvia alueratkaisuja Sähkön ohella myös termisen energian (lämpö/viileä) varastointia tarvitaan tulevaisuudessa- kallioperä ja vesistöt ovat mahdollisuus 26 26