Lagring av värme och kyla under markytan

Varmt och kallt vatten leds fram och tillbaka mellan olika källor.

Tekniken att lagra värme och kyla under markytan började användas under 1970-talet. Den går ut på att man borrar 60 – 200 meter djupa hål i berggrunden. Hur djupa borrhålen behöver vara beror på energibehovet och de geologiska förutsättningarna. Man kanske skulle kunna tro att värmen kommer från jordens inre, men så är det inte. Energin kommer i stället från ytligt grundvatten som värmts upp av solen samt av uppvärmt vatten i närliggande hav och större sjöar. Grundvattnet i Sverige håller en relativt konstant temperatur på mellan 6 – 8 °C över året. Den stabila temperaturen och tillgången till stora mängder grundvatten skapar goda förutsättningar för att hämta energi ur sprickzonerna i bergrunden.

Att hämta kyla ur bergrunden
De flesta känner till begreppet bergvärme, men är nog mindre bekanta med  att vi även kan hämta kyla från jordskorpan. Under vintern pumpas vatten från en ”varm brunn” via en värmepump. Energin används för att värma en fastighet. Vattnets temperatur sjunker vid uppvärmning av byggnaden och det kylda vattnet återförs till berggrunden, där det lagras i en ”kall brunn”. På sommaren hämtas vatten från den kalla brunnen för att kyla fastigheten. I praktiken handlar det inte endast om en ”kall brunn” och en ”varm brunn”, utan om ett stort antal borrhål som är förbundna med varandra. Slangar sänks ner i borrhålen och fylls med vätska som vid cirkulation tar upp den värme eller kyla som finns i berget. Systemet med varma och kalla brunnar innebär att energin säsongslagras och återanvänds. Tekniken är effektiv, miljöanpassad och har ekonomiska fördelar. Man kan faktiskt säga att fastighetsägaren betalar för värmen och får kylan på köpet.

Det svenska företaget MalmbergGruppen var tidigt ute med att installera system för att lagra värme och kyla i berggrunden. Här följer några exempel på några av Malmberg uppförda anläggningar i Sverige.

Akademiska Hus i Lund
För Akademiska Hus har Malmberg byggt ett av norra Europas största energilager i berg. Anläggningen, som omfattar 153 borrhål till 230 meters djup, levererar värme och kyla både till Kemicentrum och Ingvar Kamprad Designcentrum samt kyla till Arkitekturhuset. En liknande anläggning har även byggts för Språk- och Litteraturcentrum i Lund.

Centralsjukhuset i Kristianstad
Vid Centralsjukhuset i Kristianstad utvinns värme och kyla från vatten i fyra brunnar med ett djup på 100 meter. Brunnarna är parvis placerade med 500 meters mellanrum. På sommaren pumpas vatten som håller en ungefärlig temperatur av 8 °C upp ur det ena brunnsparet och kyler via en värmeväxlare ventilationsluften i sjukhusbyggnaderna. Därefter pumpas vattnet –  nu med en temperatur på ca 20 °C – ner i det andra brunnsparet där det lagras tills höstkylan sätter in.

Under den kalla årstiden körs systemet åt andra hållet och värmen används för att värma byggnaderna. Det svala vattnet pumpas ner i det andra brunnsparet och där väntar det tills kylbehovet blir större än värmebehovet. Och så fortsätter det. Totalt handlar det om flera hundratusen kubikmeter vatten som flyttas fram och tillbaka mellan de båda brunnsparen. Den värmemängd som systemet genererar motsvarar årsförbrukningen eldningsolja för att värma 300 villor.

I Brunkebergsåsen under Arlanda finns världens största energilager i ett grundvattenmagasin

Världens största energilager
Luftfartsverket har som mål att Arlanda flygplats skall bli koldioxidneutral Därför används närliggande Brunkebergsåsens naturliga magasin av grundvatten en så kallad akvifär, där vattnet är inneslutet av tätande markmateriel och inte ”läcker” till omgivningen. Ett antal grundvattenbrunnar borras och naturligt lagrad värme och kyla hämtas sedan från grundvattnet med hjälp av cirkulationspumpar och värme.  Malmberg har uppdraget att utföra de grundvattenbrunnar och de värme- och kyltekniska rörinstallationerna som behövs för att utnyttja Brunkebergsåsens akvifär för värme och kyla till Arlanda flygplats.  Den årliga energibesparingen är beräknad till ca 4 GWh el och 15 GWh värme, vilket motsvarar årsförbrukningen för 1500 – 2000 nybyggda villor. Ur ekonomisk synpunkt blir anläggningen en lönsam och mycket miljövänlig investering, som kan minska utsläppen av koldioxid från energianvändningen med 80 – 100 procent. Dessutom blir den världens största energilager i ett grundvattenmagasin.

Artikeln publicerad i januari 2009