Tanskalainen Green Therma on testannut Saksassa uutta geotermistä järjestelmää, joka hakee lämpöä yli kolmen kilometrin syvyydestä ilman lämpöpumppua tai maanalaista kuumavesivarastoa.
Heat4Ever-nimistä tekniikkaa koekäytettiin syyskuun lopulla GFZ Helmholtz Centre for Geosciences -tutkimuskeskuksen koelaitoksella Berliinin pohjoispuolella.
Kallion lämpötila on yli kolmen kilometrin syvyydessä noin 130 astetta. Suljetussa putkistossa kiertävä vesi lämpenee käytön aikana noin 70–80 asteeseen ja säilyttää lämpötilansa pintaan asti. Se on riittävän kuumaa hyödynnettäväksi suoraan esimerkiksi kaukolämmössä ilman erillistä lämpöpumppua.
Järjestelmässä vesi johdetaan alas putken ulommassa osassa. Lämmettyään se palaa pintaan sisemmässä putkessa, jota ympäröivä tyhjiöeristys vähentää lämpöhäviötä matkalla ylöspäin.
Erona perinteiseen syvään geotermiseen lämpöön on, ettei järjestelmä pumppaa maanalaista vettä pintaan eikä tarvitse luonnollista kuumavesiesiintymää. Sama vesi kiertää suljetussa järjestelmässä.
GFZ korostaa, että pitkäaikaiset testit jatkuvat. Niillä selvitetään vielä järjestelmän suorituskykyä, vakautta ja lämmöntuotantoa erilaisissa käyttöolosuhteissa. Kyse ei siis vielä ole pitkään kaupallisessa käytössä toimineesta teknologiasta.
Sähköä kuluu veden kierrättämiseen
Tekniikan kiinnostavimpia piirteitä on vähäinen sähkönkulutus. Green Therma suunnittelee Aalborgin lähelle täyden mittakaavan demonstraatiolaitosta, jonka lämpöteho on enintään kaksi megawattia.
Järjestelmän merkittävin sähkönkuluttaja on kiertovesipumppu, jonka sähköteho on enintään 50 kilowattia.
Täydellä teholla tämä vastaisi noin 0,025 kilowattitunnin sähkönkulutusta jokaista tuotettua lämpökilowattituntia kohti.
Tšekkiläinen Dřevostavitel-sivusto laskee noin 16 sentin sähkön kilowattituntihinnalla käyttösähkön hinnaksi noin 0,4 senttiä.
Kyse on käytännössä kiertovesipumpun sähkökulusta. Se ei ole valmiin kaukolämmön hinta eikä lämmön tuotannon kokonaiskustannus. Laskelma ei sisällä esimerkiksi useiden kilometrien syvyisen porauksen, putkiston, laitoksen rakentamisen tai rahoituksen kustannuksia.
Green Therma itsekin toteaa, että järjestelmän alkuinvestointi voi olla perinteisiä lämmitysjärjestelmiä suurempi.
Seuraava ratkaiseva koe tehdään Tanskassa. Green Therma ja Aalborg Forsyning valmistelevat Storvordeen geotermistä laitosta, jonka poraaminen alkaa suunnitelmien mukaan alkuvuodesta 2027.
Kaivo ulottuu noin 4–5 kilometriä pystysuoraan ja jatkuu sen jälkeen 2–3 kilometriä vaakasuunnassa.
Laitoksen vuosituotannoksi arvioidaan noin 17 500 megawattituntia, mikä vastaa runsaan 900 kotitalouden vuotuista lämmöntarvetta. Aalborg Forsyning on sopinut ostavansa laitoksen tuottamaa lämpöä 30 vuoden ajan. Laitoksen on määrä valmistua vuoden 2027 aikana.
Suomessa kallio oli kuumaa, mutta vesi ei virrannut
Samankaltaista teknologiaa on kokeiltu myös Suomessa.
St1 porasi Espoon Otaniemeen vuosina 2016–2020 kaksi yli kuuden kilometrin syvyistä geotermistä kaivoa. Näissä syvyyksissä kallion lämpötila oli noin 120 astetta.
Tavoitteena oli tuottaa lämpöä kaupallisesti, mutta hanke ei edennyt tuotantoon, koska veden virtaus jäi liian vähäiseksi. Kaivoja käytetään nykyisin tutkimukseen.
Green Therman suljettu kierto pyrkii kiertämään vastaavan ongelman. Järjestelmän ei tarvitse saada vettä virtaamaan kallioperän läpi kaivosta toiseen, vaan vesi pysyy koko ajan putkiston sisällä ja ottaa lämmön ympäröivästä kalliosta.
Tämä ei vielä osoita, että tanskalaistekniikka toimisi taloudellisesti Suomen kallioperässä. Aalborgin täyden mittakaavan koe näyttää, pystyykö ratkaisu tuomaan syvän kallioperän lämmön kaukolämpöverkkoon riittävän tehokkaasti myös pitkäaikaisessa käytössä.