Upload
geological-survey-of-sweden
View
454
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Brunnar/geoenergi
•Kommunal vattenförsörjning •Enskild vattenförsörjning •Bevattning •Industrins vattenförsörjning •Energilager •Energibrunnar •80% av ytvatten •Terrestra ekosystem
Göran Risberg
SGUs -Brunnsarkiv
•480 000 brunnar, de flesta borrade •Teknisk information (dimension,djup, fodring etc.) •Jord- och berglagerföljd •Läge och fastighetsbeteckning •Grundvattennivå samt provpumpningsdata
Varför engagerar sig SGU i detta Svaret = Grundvatten av god kvalitet Grundvattnet skall ge en säker och hållbar dricksvattenförsörjning samt bidra till en god livsmiljö för växter och djur i sjöar och vattendrag.
Olika typer av utnyttjande av geoenergi
• Bergvärme
• Bergkyla
• Ytjordvärme
• Grundvattenvärme/akviferlager
• Geotermi
• Borrhålslager
Så fungerar en energibrunn
• Utnyttjad energi huvudsak solvärme = förnyelsebar energikälla
• Värme transporteras till borrhål genom att borrhålet kyls ned
• Enbart den vattenfyllda delen av borrhålet bidrar med energi
Bergvärme, ofta till en enskild villa i tätbebyggelse, hämtar värme från berget Geotec
• Utnyttjad energi huvudsak solvärme = förnyelsebar energikälla
• Värme transporteras till borrhål genom att borrhålet kyls ned
• Enbart den vattenfyllda delen av borrhålet bidrar med energi
Enkelt U-rör
Mediandjup per år. Energibrunnar. SGUs Brunnsarkiv 20100312
Totaldjup (m)
200
150
100
50
0
19761977
19781979
19801981
19821983
19841985
19861987
19881989
19901991
19921993
19941995
19961997
19981999
20002001
20022003
20042005
20062007
20082009
Varför säger man att det är solenergi??
Principskiss
över en energibrunn
Jord
Berg
Köldbärarvätskan transporterar värme till värmepump Köldbärarvätskan transporterar kyla till borrhål Kylning av borrhål skapar ojämnvikt vilket innebär att värme transporteras mot borrhål Avgörande faktorer för möjliga värmeuttagets storlek: 1 borrhålets djup 2 bergets värmeledningsförmåga 3 berggrundens utgångstemperatur
VP
-
-
- VÄRMETRANSPORT
Termiska influensen efter 10 år
Den termiska influensen efter 10 år på avståndet 5, 10, 20 och 40 m
Relativt borrhålsdjup för samma förhållanden men olika bergarter
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Sand, f
uktig
(1 W
/m,K
)
Lera, f
uktig
(1.6
W/m
,K)
Gabbro
(1.9
W/m
,K)
Morä
n (2 W
/m,K
)
Lerski
ffer (
2.2 W
/m,K
)
Sand, m
ätta
d (2.4
W/m
,K)
Kalkste
n (2.8
W/m
,K)
Gra
nit m
in (
2.2 W
/m,K
)
Gra
nit m
edel (3
.5 W
/m,K
)
Gra
nit m
ax (4
.07 W
/m,K
)
Kvarts
it (6
W/m
,K)
Gradning av borrhål
Grader cm/m
1 1,7
2 3,5
5 8,7
10 17,6
15 26,8
20 36,4
Exempel; 5 grader 150 m borrdjup 150*8,7 =1305 cm (13 m) På mitten blir det 7,5 m Två borrhål åt vardera hållet blir i medel 13 m från varandra.
150
13
Vad är fackmannamässigt ? 1 cm/m och grad ? Vad blir det i verkligheten
Grundvattenvärme / akviferlager Geotec
Borrhålslager för kombinerad försörjning av värme och kyla Geotec
Ytjordvärme, ofta för enskild villa på landsbygd, hämtar värme från de övre jordlagren Geotec
Grundvattenrisker med energiborrning
• Under borrning /entreprenad
– Hydraulisk kontakt/grundvattenavsänkning
– Utläckage från borrmaskin / kompressor
– Utläckage köldbärarvätska
• Efter entreprenad
– Läckage foderrör / berg (svets + tätning)
– Hydraulisk kortslutning
– Saltvatten (större risk för kylanläggning??)
– Grundvattenavsänkning (grundvattenvärme)
Andra risker…
• Termisk påverkan
• Skador på hus/vägar/ledningar……….tunnelbanor
• Tjälskador (främst ler- och siltmark)
Utläckage av köldbärarvätska
• Smaksättning av vatten (1 liter konc köldbärarvätska i ett 100 m djupt borrhål = 100 mg/l denatureringsmedel smakgräns ca 2 mg/l
• Nedbrytning av etanol kan ge följdproblem vanligast svavelväte, järn, mangan, omvandling av nitrat till nitrit samt ökad bakteriehalt
Risk för påverkan av grundvatten av dålig kvalitet
Energibrunn Vattenbrunn / Vattenuttag
Hydraulisk kontakt mellan borrhål
- Under borrning orsakad av tryckluft
- Efter borrning orsakad av vattenuttag
-Saltvattenpåverkan ?
saltvatten
Green collector = Brunnstrumpa
Frågetecken
1 Hur väl tätar den
2 Åldersbeständighet
3 Tålighet
- vassa kanter
- hydraulisk kontakt
Termisk återfyllning
Vilka krav skall man ställa på återfyllning
• Återfyllning genom injektering (från botten)
• Återfyllning som är tät =hydraulisk kond < 10-8
• Återfyllning som tål frysning
• Återfyllning som inte skadar grundvatten
• Återfyllning som inte skadar slangar = densitet
– Samspel mellan borrhålsdjup och slangtålighet
Borrning i VSO tillåtet eller inte och vilka skyddsåtgärder
• Vilken typ av vattentäkt (berg/jord/konstruktion)
• Vilken geologi
• Direkt i magasinet eller tillrinningsområde
• Primär eller sekundär skyddszon
• Avstånd till vattentäkt
• Uppströms eller nedströms vattentäkt
KAN NI LÄSA UT DETTA UR DET TEKNISKA UNDERLAGET!!
Grundvattenkartering – Heby kommun
Jordarter
Svallsand Lera Sand o grusåsar Morän
Borrning i VSO
• Påverkan under borrning (risk relativt lik andra undermarksarbeten med entreprenadmaskin)
• Risk för kortslutning av vattenförande lager
• Risk för utläckage av köldbärarvätska
• Saltvattenpåverkan (okänd = forskning behövs)
Borrhålslager för kombinerad försörjning av värme och kyla Geotec
Nivåpåverkan
Termisk påverkan
Syresättning
Grundvattenvärme / akviferlager effektivt! Geotec • Grundvattenytans läge
• Temperaturpåverkan
• Syresättning
– Ökad oxidation
– Ökad nedbrytning?