Grunnvann til oppvarming og kjøling i bygg er en lite kjent energikilde. Selv om den er fornybar og finnes i mengder.
Bakken under oss er fylt av vann, både i den løse massen over fjellet og i selve fjellet.
Grunnvannet holder en årlig gjennomsnittstemperatur på minimum 4-6 grader celsius, og dette er en god og miljøvennlig kilde til energi.
Miljøvennlig
Grunnvann som energikilde har ingen CO2-utslipp, likevel er den lite brukt i Norge. Årsaken kan være manglende kunnskap om potensialet for grunnvann til oppvarming og kjøling.
Norges geologiske undersøkelse (NGU) er i et samarbeidsprosjekt med instituttene geologi og bergteknikk (prosjektledelse) og energi- og prosessteknikk ved NTNU, Asplan Viak AS (Trøndelag) og kommunene Melhus og Elverum, hvor bruk av grunnvann som energikilde er i fokus.
Prosjektet er finansiert av Regionale forskningsfond Midt-Norge (RFFMN), over en treårsperiode fra 2015.
ORMEL-prosjektet (Optimal ressursutnyttelse av grunnvann til oppvarming og kjøling i Melhus og Elverum) har som hovedmål å fremskaffe et faglig solid og bærekraftig grunnlag for en optimal utnyttelse og forvaltning av grunnvannsressursene i de to kommunesentrene.
Fra grunnvann til energi og oppvarming
Teknologien som brukes for å utnytte grunnvann til energi er en såkalt åpen løsning, der grunnvann pumpes opp fra en produksjonsbrønn i løsmassene.
Filteret i brønnen er tilpasset størrelsen på sand- og gruskornene i bakken. Energien fra vannet tas ut ved å senke temperaturen på vannet i en varmeveksler.
Videre "pumper" varmepumpa opp temperaturen til ønsket temperaturnivå for oppvarming.
Det kalde returvannet fra varmeveksleren føres tilbake i grunnvannsmagasinet i en egen infiltrasjonsbrønn, i avløp eller i et vassdrag.
Kan brukes til kjøling
På grunn av den stabile temperaturen året rundt, er også grunnvannet meget godt egnet til kjøling av bygninger, industrikjøling eller andre kjøleformål.
For eksempel kan man varmeveksle grunnvannet direkte med bygningens ventilasjons- eller kjølesystem. Et slikt system er svært lønnsomt, siden det kun trengs elektrisitet til drift av vannpumpen i brønnen.
Generelt har varmepumpeløsninger basert på grunnvann, for middels til store bygninger, god lønnsomhet, og er å foretrekke fremfor den vanlige grunnvarmeløsningen med energibrønner i fjell som er et lukket system.
Foruten at de geologiske forholdene må være gode (sand- og grus), må også vannkvaliteten og vanntemperaturen være tilfredsstillende.
Dersom grunnvannet inneholder for mye jern og det blandes inn luft i vannet, blir det ofte problemer med utfellinger og belegg i varmevekslere og pumper.
Grundige undersøkelser og planlegging av erfarne fagfolk er viktig for å unngå slike problemer, som er vanskelig å bli kvitt når de først har oppstått.
Avhengig av riktig geologi
Sedimenter, det vil si grus, sand, silt og leire avsatt av isbreer og vann for ca. 10.000 år siden, lager gode magasiner for grunnvann.
Slike masser er gjerne avsatt i dalerbunner og langs kysten, og kan sees i terrenget der det er dyrket mark og frodig vegetasjon.
Massene som er ideelle til uttak av grunnvann er grov sand og grus.
Området i og rundt Elverum og Melhus er dekket med sedimenter fra siste istid og senere, og har ideelle forhold til uttak av grunnvann til grunnvarme fra løsmasser (sedimenter).
Grunnvann i fjell
Grunnvann i fjell er også en god energikilde.
Fjellet har vann i sprekker, hvor mye vann avhenger av hvor mange sprekker.
Noen bergarter (fjelltyper) egner seg bedre enn andre, men generelt inneholder alt fjell grunnvann.
Feltarbeid er viktig
Feltarbeid, med kartlegging av typer masser; leire, silt, sand eller grus, er viktig for å finne potensialet i avsetningen som energikilde.
Feltarbeidet består av kartlegging på overflaten, geofysiske målinger av grunnen og boringer for å finne type masser i dypet og senere mengden vann.
Målet med undersøkelsene i ORMEL-prosjektet er å detaljkartlegge mulighetene for å pumpe ut grunnvann fra den store grunnvannsressursen under det nye boligfeltet Ydalir i Elverum og for eksisterende og nye bygg i Elverum sentrum, samt for hele Melhus sentrum.
Oppumpet grunnvann er allerede, og vil også i framtida, være en viktig kilde til fornybar oppvarming og kjøling av byggene i sentrum, samt i nye boligområder.
ZEN-område
Ydalir er et område under nyutvikling. Der skal det bygges ny skole og flere flermanns- og enmannsboliger.
Området har som mål å bli ZEN, det vil si "Zero Emission Neighbourhood" - null utslipp i både energi og CO2.
Her blir grunnvann som energikilde viktig. Energi til oppvarming om vinteren og til kjøling om sommeren.
For å oppnå dette målet må hele det nyetablerte området planlegges sammen, og ikke bare oppfylle krav til byggene.
Store bygg som skolen kan høste varme fra grunnvann om vinteren, men det er like viktig at varme blir "reinfiltrert " i bakken om sommeren.
Ved kjøling av bygg om sommeren skal overskuddsvarmen føres ned i bakken og varme opp vannet i grunnen. I tillegg kan bygget ha solfangere på taket som fører ekstra varme ned i bakken, som lagres i grunnvannet til gjenbruk om vinteren.
Når det er stort forbruk av vann, og flatene dekkes av bygg, asfalt og annen ugjennomtrengelig dekke, er det viktig at nok vann kommer ned i bakken.
Regnvann fra tak og avrenning i veier skal samles og føres ned i bakken (reinfiltreres).
Massene (jord, sand og grus) har en naturlig egenskap til å rense vannet for slaggstoff og forurensing. det kan også bygges "fangstgroper" for vann spesielt sammensatt for å rense vannet for tungmetaller og andre kjente miljøgifter.
Ydalir ønsker å oppnå en balansert og bærekraftig bruk av naturlig ressurser.
Stort potensiale
Potensialet for bruk av grunnvann til oppvarming og kjøling i Norge er ennå lite utforsket og utnyttet, men det er rikt tilstede.
Spesielt store bygg, som kjøpesentre og skoler, bør vurdere grunnvann som kilde for oppvarming og kjøling. Det er et energieffektivt og miljøvennlig alternativ.
Med smarte løsninger - og god kunnskap og bruk av undergrunnen, kan nybygg møte det grønne skiftet.
Vi oppfordrer til mer bruk av grunnvarme. Over tid vil det lønne seg både økonomisk og med hensyn til klima.
