Geoenergia

Fossiilisista polttoaineista luopuminen on välttämätöntä ilmastonmuutoksen torjunnassa. Kiinteistöjen lämmitys muodostaa huomattavan osan Suomen päästökuormasta. Suomen ilmastopaneeli on laskenut kumulatiiviset kasvihuonekaasupäästövähennykset vuoteen 2035 mennessä. Suurimmat päästövähennykset syntyvät uusiutuvan energian piloteista, joilla korvataan kivihiiltä ja turvetta. Ilmastopaneelin arvion mukaan tässä tavoitteessa keskiössä ovat keskisyvät energiakaivot, joiden geotermisen potentiaalin hyödyntämistä tutkitaan GTK:n Kuusamon syväreikä-projektissa.

Mitä on keskisyvä geoterminen energia?

Perinteiset energiakaivot tai tutummin maalämpökaivot porataan n. 200- 400 syvyyteen, mutta ne voidaan toteuttaa maksimissaan n. 500- 600 metrin syvyyteenkin asti. Poraussyvyydet ovat kasvaneet voimakkaasti viime vuosikymmenen aikana ja trendinä on mennä edelleen yhä syvemmälle. Ajavana voimana kehitykselle on ollut energiakaivojen yleistyminen rakennetuilla urbaaneilla alueilla, jolloin poraamiseen soveltuvien alueiden pinta-ala tulee rajoitteeksi.

Maankamaran lämpötila kasvaa lähes lineaarisesti syvemmälle mentäessä. Ylimmissä kerroksissa lämpötila on lähtöisin auringosta, joka on miljoonia vuosia lämmittänyt maankamaraa. Samalla on kasvanut myös hyödynnettävissä oleva lämpövaranto. Kun mennään syvemmälle, energiavarannosta yhä suurempi osa on alkuperältään maapallon sisäsyntyistä energiaa.

Kuvat: GTK:n toistaiseksi syvimmässä tutkimusreiässä Outokummussa on mitattu n. 40 asteen lämpötila.

Keskisyvä geoterminen energia (1- 3 km syvyys) on mielenkiintoinen uusi ratkaisu. Näillä syvyyksillä saavutettavat lämpötilatasot eivät suoraan riitä lämmitystarpeisiin, mutta mahdollistavat lämpöpumpuilla tehostettuna aluelämpöverkkoonkin riittävän lämpötilan. Syvää energiakaivoa voidaan myös käyttää lämpövarastona. Erilaisten hukkalämpöjen lataaminen kaivo parantaa kaivon hyötysuhdetta, mutta myös mahdollistaa kulutushuippujen tehokkaamman kattamisen lämmityskaudella. Parhaimmillaan energiakaivo toimii kuin lämpöakku, jota puretaan ja ladataan käyttötarve optimoiden.

 

Paitsi energiapotentiaali, niin myös toteutukseen liittyvät riskit kasvavat syvemmälle mentäessä. Kallioperän rikkonaisuus ja vesi ovat haaste mutta myös mahdollisuus geolämpöjärjestelmän toteutukselle ja operoinnille. Keskisyvissä kaivoissa lämmönsiirtonesteenä toimii kallioperän vesi. Veden ominaisuuksien tunteminen on oleellista toimivan energiajärjestelmän toiminnan ja huollettavuuden kannalta.

Kuusamon syväreikä tarjoaa paitsi testiympäristön syvälle maankamaraan ulottuvalle tutkimukselle, niin myös energia-alan yrityksille ainutlaatuisen mahdollisuuden syvien geolämpöjärestelmien teknistaloudellisten riskien hallintaan ja kehittämiseen.