Artikel - Faglig artikel 0

18. november 2015 - 8:22

Geo-Energi

Potentiale og risiko: Anvendelse af geo-energi i stor skala

Geo-energi i form af bl.a. jordvarme- og ATES-anlæg forventes i fremtiden at komme til at dække en større andel af energiforsyningen i Danmark.

Hvis teknologierne anvendes i stor skala indenfor et mindre område, kan de imidlertid udgøre en risiko for grundvandressourcen og de våde naturområder, ligesom effektiviteten af anlæggene falder.

Der har gennem de seneste år i Danmark været en stigende interesse for geo-energi som en vedvarende energiteknologi, det vil sige en termisk udnyttelse af jorden og/eller grundvandet til enten opvarmning eller køling.

Der er, specielt i GeoEnergi projektet (www.geoenergi.org), udarbejdet en række rapporter, der opsummerer erfaringer, konsekvenser og best-practice for forskellige anlægstyper. Fælles for mange af de hidtidige rapporter er dog, at de kun ser på effekterne af et enkelt anlæg. Såfremt geo-energi anvendes i stor skala og med mange anlæg indenfor et mindre område, kan dette medføre en reduktion i energieffektiviteten af de enkelte anlæg.

Konsekvenserne kan yderligere kompliceres, hvis anlæggene placeres nær naturområder eller i områder med drikkevandsinteresser som f.eks. OSD eller indvindingsoplande til vandværker. Her kan der f.eks. være en risiko ved spild af bærevæske (brine), sænkning af grundvandspejlet eller ændring af temperaturen i grundvandet.

Case – Vinge ved Frederikssund

Ovenstående problemstilling er analyseret i et projekt for Frederikssund Kommune. Kommunen projekterer i øjeblikket en ny by, Vinge, med forventet ca. 20.000 indbyggere samt ca. 200.000 m² erhvervsbyggeri. Det er byrådets vision for varmeforsyningen i Vinge, at den skal baseres på CO₂-neutrale varmekilder. Dette kunne bl.a. være i form af lukkede jordvarmeanlæg (terrænnære og dybe) eller åbne grundvandsanlæg (ofte kaldet ATES teknologi). Store dele af Vinge er imidlertid placeret i indvindingsoplande til nogle af de store kildepladser, der forsyner Frederikssund med drikkevand. Der er derfor udført en vurdering af, hvor stor en andel af varme- og køleforsyningen i Vinge, der kan leveres vha. geo-energi, uden at dette medfører kritiske påvirkninger af naturområderne, grundvandsressourcen og den fremtidige mulighed for indvinding af grundvand i området.

Geo-energi teknologier

I projektet er der undersøgt fire teknologier, hvor der overordnet er skelnet imellem "lukkede" jordvarmeanlæg med brine (ethanol, ethylenglycol, isopropanol eller propylenglycol) som bærevæske og "åbne" anlæg uden brine. Her angiver lukket og åben, om der aktivt oppumpes grundvand fra grundvandsmagasinet. De lukkede anlæg findes enten som terrænnære anlæg (A) eller dybe anlæg (B). De åbne anlæg kan etableres enten med reinfiltration (C) eller uden reinfiltration (D). I sidstnævnte tilfælde udledes det oppumpede vand i stedet til en nærliggende recipient.

Alle anlægstyper kan i praksis anvendes til både opvarmning og køling, men traditionelt anvendes de lukkede anlæg i Danmark kun til opvarmning, mens de åbne anlæg anvendes til enten opvarmning, køling eller en kombination af disse.

Risikovurdering

Med udgangspunkt i de hydrogeologiske forhold i Vinge er der udført en risikovurdering forhold til:

Grundvandsressourcen og eksisterende drikkevandsindvinding
Våde §3 naturbeskyttede områder
Andre forhold (potentiale for LAR-nedsivning, risiko for sætningsskader og oversvømmelse mv.)

Beregningerne i projektet viser, at der for dybe anlæg er en risiko for grundvandsressourcen og naturområderne, hvis der sker et udslip af brine fra anlæggene, da udslippene sker direkte i grundvandsmagasinet og derfor hurtigt kan spredes til en indvindingsboring. Den samme risiko gør sig ikke gældende for de terrænnære anlæg, da de øverste jordlag i det undersøgte område er lerede, hvorfor spild spredes langsomt og nedbrydes, inden de kan nå en boring.

For såvel de dybe lukkede anlæg som de åbne anlæg vil der være en termisk effekt på grundvandsmagasinet. Hvis anlæggene anvendes til køling, vil temperaturen i grundvandsmagasinet stige, mens temperaturen vil falde, hvis anlæggene anvendes til opvarmning. Beregninger viser, at temperaturændringerne grundvandskemisk kun vil have en meget lille betydning i Vinge. En stigning af temperaturen er dog lovgivningsmæssigt ikke tilladt.

For åbne anlæg med reinfiltration vil grundvandsspejlet falde omkring oppumpningsboringerne og stige ved reinfiltrationsboringerne. Dette vurderes dog kun at udgøre en moderat risiko i Vinge. Omvendt vil der for de åbne anlæg uden reinfiltration ske en stor sænkning af grundvandsspejlet, som kan medføre ændringer af grundvandskvaliteten, der vil være ødelæggende for grundvandsressourcen, muligheden for indvinding til drikkevand samt evt. påvirke naturområderne. Tilsvarende vil udledning af vandet til vandløbene medføre risiko for oversvømmelser i området. Denne teknologi er derfor helt uegnet i Vinge.

Energipotentiale

På baggrund af de hydrogeologiske forhold og de analyserede risici er der foretaget en vurdering af, hvor stor en andel af varmebehovet i Vinge, der kan dækkes med de forskellige teknologier. Tre af teknologierne kan hver dække ca. 25% af varmebehovet i hele Vinge, mens de åbne anlæg med reinfiltration tillige kan dække godt halvdelen af kølebehovet, da denne type anlæg typisk anvendes til en kombination af opvarmning og køling.

Den samlede dækningsgrad for varmebehovet kan øges til ca. 50% ved at kombinere de terrænnære jordvarmeanlæg med enten dybe jordvarmeanlæg eller åbne anlæg med reinfiltration, da de populært sagt er baseret på hver sin energikilde. Dybe jordvarmeanlæg og åbne anlæg kan godt etableres side om side, men den samlede dækningsgrad vil fortsat være ca. 25%, da de populært sagt er afhængige af samme energikilde.

Konklusion

Den samlede konklusion på projektet er, at geo-energi potentielt kan dække mellem 25 og 50% af varmebehovet samt godt 50% af kølebehovet i Vinge, men at en øget udnyttelse vil udgøre en risiko for grundvandsressourcen og/eller naturområderne i Vinge samt medføre en forringelse af energieffektiviteten af de enkelte anlæg.

For yderligere oplysninger om projektet henvises til rapporten "Energiudnyttelse af grundvandet i Vinge - Endelig rapport" udarbejdet af COWI for Frederikssund Kommune i juni 2015.

Log ind for at kommentere

Forfatter(e)

Civilingeniør

Jesper Damgaard

COWI

Civilingeniør

Niels Peter Arildskov

COWI

Civilingeniør

Faglige emner

Klima, energi og ressourcer

Planlægning

Høringer der mangler dine svare

Mine høringer

TEST høring som er ny

Potentiale og risiko: Anvendelse af geo-energi i stor skala

Case – Vinge ved Frederikssund

Geo-energi teknologier

Risikovurdering

Energipotentiale

Konklusion

Forfatter(e)

Faglige emner

KTC

KTC Kredse

Samarbejdspartnere

Faggrupper