Syvien maalämpökaivojen kustannustehokas hyödyntäminen on nyt todellisuutta

GM2000

Teknologiayhtiö QHeat on kehittänyt ratkaisun, joka tuo geotermisen energian aivan uudella tavalla sitä tarvitsevien saataville. 2000 metriä syviä kaivoja voidaan nyt hyödyntää kustannustehokkaasti paitsi ehtymättöminä energianlähteinä, myös energiavarastoina.

“Kilometrien syvyyksiin on porauduttu öljy- ja kaasusektorilla jo kauan”, QHeatin toimitusjohtaja Erika Salmenvaara pohjustaa. “Syvien kaivojen poraamisessa ei siis varsinaisesti ole mitään uutta, mutta siinä on, miten geotermistä lämpöä saadaan kaivosta nyt kustannustehokkaasti talteen.”

Espoon Otaniemessä oli vuosina 2016–2020 käynnissä kaivonporaushanke, joka lopulta keskeytettiin. “Espoon hankkeessa porattiin noin 6 kilometrin syvyyteen. Yrityksemme perustaja Rami Niemi oli hankkeessa mukana ja ymmärsi, ettei tuolloin käytetty metodi ollut taloudellisesti järkevä. Jotta jääkausien aikana tiiviiksi muokkautuneesta kallioperästä saataisiin energia talteen fiksusti, olisi siihen kehitettävä uudenlainen ratkaisu.”

2000 metriä riittää kun käytetään oikeanlaista teknologiaa

QHeatilla ymmärrettiin, että optimaalisen panostuotossuhteen saavuttamiseksi riittäisi, kun kaivo porattaisiin 2000 metriin. “Mitä syvemmälle porataan, sitä suuremmaksi kaivon lämmöntuotantopotentiaali kasvaa, mutta niin kasvavat myös porauskustannukset. Kun verrataan kustannuksia ja lämmöntuotannon arvoa eri syvyyksissä, löytyy paras kannattavuussuhde juuri 2000 metristä.”

QHeatin ratkaisu kerää lämmön talteen aivan uudenlaisella tavalla. “Innovaatiomme perustuu siihen, että kaivoon saadaan synnytettyä koaksiaalinen virtaus. Kaivoon asennetaan eristetty keskiputki, minkä ansiosta energia saadaan tuotua syvyyksistä maan pinnalle ilman lämpöhäviötä. Aikaisemmin on ollut niin, että lämpöhäviö on ollut sitä suurempi mitä syvemmälle on porattu.”

Keskiputken asentamisella maalämpökaivoon saavutetaan myös toinen erinomainen hyöty. “Kaivon virtaussuuntaa vaihtamalla kaivo voidaan muuttaa lämpövarastoksi ja vapauttaa energia sieltä käyttöön tarpeen vaatiessa.”

2000 metriin porautumalla lämmöntuotanto voidaan myös tuoda lähelle sen loppukäyttäjää. “Perinteisesti lämpöenergiaa on tuotettu fossiilisia polttoaineita polttamalla keskitetyissä lämmöntuotantolaitoksissa, etäällä sen käyttäjästä. Syvä maalämpö soveltuu hajautetun kaukolämpöverkon tarpeisiin, sillä sitä voidaan tuottaa ja taltioida käyttöön lähellä lämmön tarvitsijaa.”

Vaikuttavaa myös faktojen valossa

Eri energiamuotojen muuntamiseen lämmitysenergiaksi tarvitaan lämpöpumppuja, joiden tehokkuudessa on eroja käytetystä energian lähteestä riippuen. Lämpöpumpun tehokkuutta mitataan COP-luvulla. Se kertoo, montako lämpöenergian yksikköä lämpöpumppu pystyy tuottamaan yhdellä yksiköllä sähköä. “Kaukolämpöverkon käyttämissä ilma-vesilämpöpumpuissa COP-luku on 2,5”, Erika Salmenvaara kertoo. “Jos energianlähteenä on 200–300 metriä syvä maalämpökaivo, on pumpun tehokkuusluku 3,5. Meidän teknologiallamme porattua, 2000 metriä syvää kaivoa hyödyntämällä päästään jopa 4,5 tehokkuuskertoimeen. Tämä tarkoittaa sitä, että syvä kaivo on alkuinvestoinnista huolimatta energianlähteenä kaikista kustannustehokkain vaihtoehto.”

Syvien geotermisten lämpökaivojen poraaminen on fiksua myös muutoin kuin eurojen valossa. “2000 metriä syvä kaivo tuottaa päästötöntä, puhdasta energiaa. Se vie 97 % vähemmän tonttipinta-alaa kuin perinteiset kaivot ja on siksi mahdollista ottaa käyttöön tiiviisti rakennetussa kaupunkiympäristössä. Kokonaistaloudellisuutta lisää myös se, että kaivo on paitsi ehtymätön energianlähde, myös energiavarasto.”

Geotermisen energian hyvät vaikutukset ovat myös yhteiskunnallisia. “Tämä energiamuoto parantaa koko Suomen energiantuotannon omavaraisuusastetta. Se lyhentää energian tuotannon toimitusketjua ja varmistaa sen vastuullisuuden.“

Monta sovellusaluetta, useita hyötyjiä

Eniten syvän kaivon poraamisesta hyötyy kohde, joka tuottaa hukkalämpöä. “Esimerkiksi jätteenpolttolaitoksille syvät energiavarastot ovat fiksu ratkaisu. Kun laitoksen tuottama hukkalämpö taltioidaan kaivoon, voidaan se vapauttaa sieltä kaukolämpöverkkoon kulutuksen ollessa korkealla.”

Hukkalämmön varastoimisesta hyötyisivät myös energiakiertotaloutta tavoittelevat kaupungit. “Kaupunkisuunnittelussa hukkalämpöä tulisi hyödyntää tehokkaammin varastoimalla se syviin lämpökaivoihin. Kaivoista energia voitaisiin ottaa hyötykäyttöön silloin, kun lämmölle on suurin kysyntä.”

Myös kiinteistösijoittaja hyötyy geotermisesta energiasta. “Jos kiinteistölleen hakee arvonnousua, on omavarainen, puhdas energia yksi tärkeimmistä investoinneista. On paljon tutkimuksellista näyttöä siitä, että omavarainen uusiutuvan energian hyödyntäminen vaikuttaa kiinteistön arvonkehitykseen positiivisesti. Tämän hetkisen tiedon valossa se voi nostaa arvoa jopa 10 %.”

Kehitystyö jatkuu, käyttäjän etu keskiössä

QHeatin maalämpöteknologian kehitystyö jatkuu edelleen. “Tähän mennessä olemme keskittyneet pääasiassa kaivokomponenttien ominaisuuksiin ja kustannuksiin. Tulevaisuudessa tulemme tuotekehityksessä panostamaan teknologian älykkääseen ohjaukseen sekä markkinaintegraation mahdollistamiseen.”

Huomisen energiamarkkina kaipaa nykyistäkin enemmän joustoa. “Ratkaisu joustotarpeeseen on energian älykkäämpi hyödyntäminen syvien maalämpökaivojen avulla. Kallioperästä energiaa saadaan tuotettua vakaasti, sillä geoterminen energia ei ole sääolosuhteista riippuvaista. Varastoimalla energiaa syviin kaivoihin, sitä saadaan vapautettua käyttöön tarpeen vaatiessa.”

Viivyttely ei palvele ketään

Erika Salmenvaara muistuttaa, että oikea hetki geotermisen energian hankkeen käynnistämiseen on tänään. “Ilmastonmuutos aiheuttaa huolta ja tilanteeseen pitäisi puuttua ajoissa. Energian käyttäjien olisi hyvä ymmärtää, että jos tavoitteena on toimia hiilineutraalisti vuonna 2030, pitää siihen tähtäävät investoinnit tehdä nyt.”

Jos geoterminen energia kiinnostaa, kannattaa QHeatiin tai Geomachineen ottaa yhteyttä. “Kerro meille ajatuksistasi. Selvitetään yhdessä mikä juuri sinulle olisi järkevin tapa tämän energiamuodon käyttöönottoon. Me toteutamme hankkeen verkostomme avustuksella ja autamme myös rahoituksen hankinnassa sekä kaivon ylläpidossa. Kun hankkeen käynnistää nyt, voi syvästä maalämpökaivosta päästä hyötymään noin vuoden päästä.”

Kiinnostuitko? Ota yhteyttä Geomachineen tai QHeatiin!