Suomen geoenergiavarannot. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus GTK

Transkriptio

1 Suomen geoenergiavarannot Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus GTK 1

2 Mitä geoenergia on? Geoenergialla tarkoitetaan yleisellä tasolla kaikkea maaja kallioperästä sekä vesistöistä saatavaa lämmitys- ja viilennysenergiaa Vakiintuneita termejä ovat maalämpö ja kalliolämpö sekä vesistölämpö. Energiakaivosta saadaan lämpöä ja viileää. Suurin osa kallioperämme pintakerroksissa olevasta lämmöstä on peräisin auringon säteilystä ja loput ovat maan ytimen hajoamisreaktioiden synnyttämää lämpöä. 2

3 Keitä GTK palvelee geoenergia-asioissa? Julkisia tahoja kuten ministeriöt, lainsäätäjät, energiapolitiikan linjaajat, aluekehittäjät, kaavoittajat, kunnat Energia- ja rakennusalan toimijoita kuten rakennuttajia, kiinteistösijoittajia, lämmitys- ja viilennysjärjestelmien toimittajia, energiantuottajia ja suunnittelutoimistoja T&K-projekteja toteuttavia yrityksiä projektien valmistelussa, suunnittelussa ja toteutusvaiheessa 3

4 Geoenergian käyttöönottoon 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 4

5 Mikä on maa- ja kallioperän lämpötila Suomessa? Koko Suomen mittakaavassa geoenergian hyödyntämisen kannalta merkittävä tekijä on maankamaran lämpötila Pinnan lämpötila vaihtelee ulkolämpötilasta riippuen Noin metrin syvyydessä ilman lämpötila ei enää vaikuta Lämpötila nousee keskimäärin n. 1 C / 100 m (vaihteluväli 0,8-1,5 C) Kuva: Maanpinnan keskilämpötila 5

6 0 Lämpötila [ o C] Lappi Syvyys [m] Oulun seutu, luonnontilainen Keski-Pohjanmaa, rakennettua infraa Pääkaupunkiseutu, luonnontilainen Pääkaupunkiseutu, vesistön läheisyys Pääkaupunkiseutu, rakennettua infraa

7 ALUEELLISET GEOENERGIAPOTENTIAALIKARTOITUKSET Arvioidaan ja luokitellaan alueellisesti kallioperän ominaisuudet ja maapeitteen paksuus geoenergian hyödyntämisen kannalta Kivellä hyvät lämpöominaisuudet ja maapeitepaksuus pieni hyvä potentiaali Kivellä heikot lämpöominaisuudet ja maapeitepaksuus suuri heikko potentiaali Potentiaali vaikuttaa suoraan geoenergiajärjestelmän rakentamiskustannuksiin ja investoinnin takaisinmaksuaikaan Huom! GTK:n toteuttamat geoenergiakartoitukset eri puolilla Suomea eivät ole yhteismitallisia, sillä kallioperän geologia ja em. lämpötilatasot vaihtelevat paljon 7

8 CASE-ESIMERKKEJÄ: OULU ETELÄ-KYMENLAAKSO OTANIEMI SIPOO 8

9 CASE 1: OULUN GEOENERGIAPOTENTIAALI Pilotti v Tilaajana Oulun kaupunki Tavoite: yleispiirteinen kartta (1: ) geoenergian hyödyntämiseen soveltuvista alueista yhdyskunta- ja ympäristöpalvelujen tarpeisiin Osa Oulun yleiskaavan energiakarttaa (Oulun ERA 17-tiekarttaa Erityispiirteinä Vaihteleva geologia: Oulun ja Muhoksen graniitti, Yli-Iin gneissi, Kiimingin liuskejakso ja kvartsiitti sekä Muhos-muodostuman savikivi Vaihteleva maapeitteen paksuus: Muhos-muodostuman savikivialueella irtomaan paksuus paikoin jopa 130 m! Itse savikiven paksuus vaihtelee, syvin kairaus 268 m eikä pohjakompleksia saavutettu 9

10 CASE 1: OULUN GEOENERGIAPOTENTIAALI 10

11 CASE 1: OULUN GEOENERGIAPOTENTIAALI 11

12 CASE 1: OULUN GEOENERGIAPOTENTIAALI 12

13 CASE 2: ETELÄ-KYMENLAAKSON GEOENERGIAPOTENTIAALI Geoenergiapotentiaali Kotkan, Haminan, Vironlahden ja Miehikkälän kuntien alueilta osana käynnissä ollutta Uusiutuvan energian kuntakatselmusta Hallitsevana laaja Kaakkois-Suomen rapakivimassiivi, jonka yleisin muunnos viborgiitti Viborgiitin lämmönjohtavuus on erittäin hyvä Maakunnan alueella myös pyterliittiä (rapakivi), jonka lämmönjohtavuus on keskinkertainen Maapeitteen paksuus vaihtelee, luokittelu: < 10 m, m, > 30 m Maakunnan geoenergiapotentiaali on suurimmaksi osaksi erinomainen = erinomainen kallion lämmönjohtavuus ja maapeitteen paksuus alle 10 m. Karttapalvelu: 13

14 CASE 2: ETELÄ-KYMENLAAKSON GEOENERGIAPOTENTIAALI Maapeitteen paksuus luokiteltuna: Syvyys < 10m, m, > 30 m 14

15 CASE 2: ETELÄ-KYMENLAAKSON GEOENERGIAPOTENTIAALI Kivilajien lämmönjohtavuus: -erinomainen : muut paitsi pyterliitti -keskinkertainen: pyterliitti 15

16 Annu Martinkauppi

17 CASE 3: OTANIEMEN GEOENERGIAPOTENTIAALI Ensimmäinen korttelitason 1: selvitys Työn tilaaja:aalto-yliopistokiinteistöt Osa Energiaomavarainen Otaniemi hanketta Alueen pääkivilajit ovat graniittia, vähäisemmässä määrin myös kiillegneissiä ja amfiboliittia Maapeitteen paksuus Otaniemessä pääosin 10 m Alueen potentiaali on pääosin erinomainen hyvä (lähes 99 % koko alueen pinta-alasta) = ohuet maapeitteet + graniittinen kallioperä Geoenergiapotentiaalikarttaa voidaan hyödyntää aluesuunnittelussa ja kaavoituksessa, mutta myös geoenergiakohteiden hankesuunnittelussa 17

18 Geoenergiapotentiaali Erinomainen Kiitettävä Hyvä Keskinkertainen Tyydyttävä Kivilaji ja maapeitepaksuus Suuntautunut graniitti ja maapeite 10 m Suuntautunut graniitti ja maapeite > 10 m Homogeeninen graniitti ja maapeite 10 m Homogeeninen graniitti ja maapeite > 10 m Kiillegneissi ja maapeite 10 m Kiillegneissi ja maapeite > 10 m Amfiboliitti ja maapeite 10 m Amfiboliitti ja maapeite > 10 m 18

19 Case 4: S-ryhmän logistiikkakeskus, Sipoo Suomen suurin uusiutuvaa energiaa käyttävä geoenergia/pelletti- hybridilaitos Tilavuus 1,1 miljoonaa m energiakaivoa, kunkin syvyys 300 m Kaivokenttä on GTK:n suunnittelema 50 % lämmitysenergiasta ja kaikki viilennysenergia saadaan kaivokentästä GTK seuraa reaaliaikaisesti kaivokentän lämpötilaa optisilla kuitukaapeleilla, joiden yhteispituus on yli 15 km Mittaustiedoilla ohjataan ja optimoidaan kaivokentän käyttöä 19

20 S-ryhmä laajentaa Sipoon logistiikkakeskittymän laajennustyöt on aloitettu Tilavuus 3,4 miljoonaa m 3 Vaiheittain käyttöön Toiset 150 kpl 300 m kaivoja Tavoitteena hiilineutraali kiinteistö BREEAM-ympäristöluokitustavoite Very Good 20

21 KIITOS MIELENKIINNOSTANNE! 21