Geonergia osana kaupunkien energiaratkaisuja Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus (GTK)
GTK:n strategiset teemat DIGITAALISUUS Tuomme digitalisaation mahdollisuudet ja systeemiset hyödyt kaikkiin prosesseihin, innovatiivisiin tietopääoman kasvattamisen toimintamalleihin ja asiakasratkaisuihin. CLEANTECH Luomme ratkaisuja, jotka edistävät luonnonvarojen kestävää hyödyntämistä. YHDYSKUNNAT Parannamme geologisen tiedon hyödyntämistä alueiden käytön suunnittelussa ja rakentamisessa sekä niihin liittyvissä ympäristökysymyksissä. MINERAALITALOUS 2 Edistämme mineraalisten raaka-aineiden hyödyntämistä ja jatkojalostusta sekä luomme ratkaisuja kehittyviin materiaalitarpeisiin.
Toimipaikat ja tulosyksiköt 1.1.2016 Geoenergia Yhdyskunnat ja rakentaminen Kalliorakentaminen ja sijoituspaikat Ympäristögeologia Merigeologia Mineraalitalous ja malmigeologia Mineraalivarannot Teollisuusmineraalit Mineraalitekniikka ja materiaalit Turvevarannot Pohjavesi Geofysiikan sovellukset Tuotantoympäristöt ja kierrätys Alueellinen geotieto Geotietovarannon hallinta Digitaaliset tuotteet ja palvelut 3
GEOENERGIA = Maaperä Vaakaputkisto GEO Kallioperä Energiakaivo Vesistö ja vesistön pohjasedimentti Putkisto vesistön pohjalla tai pohjasedimentissä ENERGIA LÄMPÖ VIILEÄ Yleistermejä ovat maalämpö ja kalliolämpö Huom! Geoenergia Geoterminen energia 4
Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 1. Suurien geoenergian rakennuskohteiden energiakaivokentän suunnittelu Geologinen kartoitus tontilla Lämpötila- ja TRT-mittaukset koekaivo(i)ssa Energiakaivokentän mitoitus ja mallinnus laskennallisesti => Kustannustehokas, pitkäikäinen ja optimoitu ratkaisu 5
Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 2. Energiakaivokenttien lämpötilamonitorointi ja käytön ohjaus Reaaliaikainen lämpötilamittaus osassa kaivokenttää Monitoroinnin avulla voidaan parantaa kenttien ja järjestelmän tehokkuutta ja saavuttaa säästöjä SOK:n logistiikkakeskukset Sipoossa. Kuva: Parviainen Arkkitehdit Oy 6
Millaisia geoenergiapalveluita GTK tarjoaa? 3. Alueellisen geoenergiapotentiaalin selvitykset Taustalla geologinen tieto: Maapeitepaksuus Kivilajit Tarpeen mukaan lämpötila, pohjaveden pinta, maanalaistilat Millä alueilla geoenergian hyödyntäminen on järkevää ja kustannustehokasta? Tietoa kaavoitusta ja aluesuunnittelua varten Suurissa rakennusprojekteissa tietoa alustavaan suunnitteluun ja kustannusarviointiin 7
Esimerkki: Otaniemen geoenergiapotentiaali 8
Geoenergiaa syvältä? Erittäin syvien (> 5 km) kairareikien välisen kallioperän vedenläpäisevyyttä parannetaan teknisesti => suuri lämmönvaihdin Tekniikkaa on kehitetty ja sovellettu geotermisillä vyöhykkeillä, mutta ei Suomen geologisissa olosuhteissa ennen St1:n projektia Kiteisen kallioperän rakoilun hydrogeologia on avainkysymys: rakoilun vedenjohtokyky, virtauksen kanavoituminen ja nopeus, aktiivinen terminen kontaktipinta Vaihtoehto: keskisyvä (1-3 km) geoterminen energia? Suomen kallion lämpötila ja lämpömäärä (likimääräinen arvio)
GTK:n tutkimusidea: Lämpöenergian geologinen vuodenaikaisvarasto Periaate on tunnettu ja hyödynnetään mm. kaivokenttäratkaisuissa, mutta uuden tyyppisiä ja tehokkaampia ratkaisuja tarvitaan Syvän kallioperän lämpömäärä varastoituna helpommin saavutettavaan syvyyteen (100 500 m) Energian vuodenaikaisvarastointi mahdollistaa esim. auringon termisen energian ja erilaisten prosessilämpöjen hyödyntämisen lämmityksessä Mitä suurempi varasto, sitä pienemmät suhteelliset häviöt eli varaston on oltava kapasiteetiltaan suuri esim. 100 GWh/v Geologinen lämpövarasto osana lämpöverkkoa
Suomen geoenergiapotentiaali Julkaistu 2/2016, versio 1 Mittakaava 1:1 000 000 Toimii lähtökohtana alueellisille selvityksille Laadullisessa arviossa on huomioitu kivilajit, maapeitteen paksuus ja maankamaran lämpötila Potentiaaliltaan heikommilla alueilla on porattava syvemmälle Kustannukset kasvavat 11
12
Geoenergian merkitys Suomelle EURES-direktiivi velvoittaa että vuonna 2020 uusiutuvan energian osuus Suomen energian tuotannossa on 38 TWh/a. Velvoite toteutuu etuajassa. Geoenergialla voitaisiin kattaa nykytekniikalla jo nyt yli 6 TWh pelkästään asuinkiinteistöjen lämmityksestä. Öljyn korvaamisessa geoenergialla on merkittävä potentiaali myös kansantaloudellisesti. Mikäli arvioon lisätään suurkiinteistöjen osuus, voidaan arvioida Suomen geoenergian hyödyntämispotentiaaliksi vähintään 10-11 TWh. Ruotsissa tämän hetken taso on jo yli 12 TWh. 13
Geonergian merkitys kaupungeille Hajautetut energiaratkaisut tulevat kaukolämpöjärjestelmien rinnalle Lähes nollaenergiarakennukset (nzeb) tulevat 2019 kaikki julkiset uudiskohteet 2021 kaikki uudiskohteet (EU direktiivi) Lämmitysenergian tarve vähenee, mutta viilennysenergian tarve kasvaa Suuret kaivokentät yleistyvät Geoenergiaa käyttämällä päästään erinomaiseen kokonaishyötysuhteeseen kun sekä lämmitys- että jäähdytyskäyttö mukana Kaavoitustarpeet, maanalainen asemakaava tarpeen 14
Kiitos! asmo.huusko@gtk.fi 029 5035265