Suomen kallioperässä on valtava määrä hyödyntämätöntä lämpöenergiaa
Geoenergialoikka-hanke pyrkii tuottamaan ja jakamaan tietoa, jotta tätä geotermistä energiaa voitaisiin hyödyntää nykyistä tehokkaammin ja laajemmin.
Euroopan unionin osarahoittaman Geoenergialoikka-hankkeen keskeisin tavoite on edistää geotermisen energian hyödyntämistä maakunnissa polttoon perustuvan lämmöntuotannon korvaajana. Samalla vahvistetaan maakuntien energiaomavaraisuutta ja paikallista ilmastokestävyyttä. Kallioperässä, jalkojemme alapuolella, on valtaisa määrä lämpöenergiaa, jota voidaan hyödyntää lämpöpumppujen avulla – teoreettisesti jopa kaikkien Suomen rakennusten lämmittämiseksi. Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) teoreettisen arvion mukaan Suomen maankamaran ylimpään 300 metriin on varastoitunut lämpöenergiaa noin tuhat kertaa koko maan energiantuotannon verran (GTK 2019).
– Esimerkiksi Ruotsissa, jossa on vastaavanlaiset geologiset olosuhteet kuin Suomessa, hyödynnetään kolminkertainen määrä geotermistä energiaa Suomeen verrattuna, kertoo geofyysikko Annu Martinkauppi Geoenergialoikka-ryhmähankkeen projektipäällikkö Geologian tutkimuskeskuksesta.
Geotermistä energiaa voitaisiin siis hyödyntää Suomessa paljon nykyistä enemmänkin. Jotta tähän tavoitteeseen päästään, tarvitaan tietoa tuon energiapotentiaalin hyödyntämismahdollisuuksista. Tätä tietoa levitetään hankkeessa muun muassa erilaisten tapahtumien ja niissä käytävien keskusteluiden kautta. Centrian osatoteutuksen projektipäällikkö Valtteri Saviluoto kertoo näiden keskusteluiden olleen hyvin mielenkiintoisia ja alkaneen usein siitä, millainen lämmitysjärjestelmä kodista tällä hetkellä löytyy, jatkuen muihin energiamuotoihin, kuten aurinko- ja tuulivoimaan. Tarve geotermiselle energialle ja hankkeen toimenpiteille on hänen mukaansa ollut helppo perustella kuulijoille. Saviluoto kertoo myönteisten kokemusten omakotitalojen maalämpöjärjestelmistä johtaneen siihen, että geotermistä energiaa haluttaisiin hyödyntää myös tiiviisti rakennetuissa kaupunkiympäristöissä. Tällaisissa kohteissa, joissa suuria ja korkeita rakennuksia on sijoitettu pienille tonteille, myös energiamäärän ja tehon tarve on suurempi. Tällöin geotermistä energiaa voidaan hyödyntää poraamalla syvemmälle kallioperään keskisyviä energiakaivoja.
– Keskusteluissa hankkeen tiiviimpien sidosryhmien, kuten poraus- ja LVI-alan yritysten kanssa on tullut esille tarve keskisyviin kaivoihin soveltuvien keruuputkien vertailusta saatavalle tutkimustiedolle sekä vertailulle erilaisista porausteknologioista. Myös lämpöpumppujen kylmäaineisiin kohdistuvat lainsäädännölliset muutokset ovat herättäneet keskustelua, Saviluoto toteaa.
Tutkimustiedon avulla voidaan vähentää keskisyvien energiakaivojen porauksen riskejä sekä alentaa porauskustannuksia
GTK:n toimenpiteiden tavoitteena on edistää keskisyvien energiakaivojen toteutuksen näkyvyyttä ja lisätä yhteistyötä alan toimijoiden kesken. Yksi oleellinen askel on porauksen onnistuminen ja tavoitesyvyyden saavuttaminen. Tätä varten GTK tuottaa ennakkotietoa kallioperän ominaisuuksista, jotta vältyttäisiin poraamasta kallioperän ruhje- ja heikkousvyöhykkeisiin, mitkä yleisesti ottaen muodostavan suurimman riskin porauksen onnistumiselle.
Geoenergialoikka-hankkeessa porataan jokaiseen hankemaakuntaan keskisyvät (600–800 m) energiakaivot, joiden ympärille rakennetaan pysyvät geotermisen energian tutkimus- ja kokeiluympäristöt. TK-ympäristöt tarjoavat GTK:lle alustan testata ja kehittää keskisyviin energiakaivoihin soveltuvia in situ -mittausmenetelmiä, joilla selvitetään kallioperän paikkakohtaiset ominaisuudet geoenergiajärjestelmien suunnittelun ja mitoittamisen tueksi.
– Suomessa geoenergia-alalla on hyödynnetty jo lähes toistakymmentä vuotta ns. termistä vastetestiä (TRT-mittaus) matalien lämpökaivojen mitoittamisessa. Menetelmää täytyy kuitenkin muokata keskisyvien energiakaivojen asettamiin vaatimuksiin, ja tätä tietoa sekä uudentyyppisten valokuitutekniikkaan perustuvien mittausmenetelmien hyödyntämistä halutaan levittää laajemminkin alalle, Martinkauppi kertoo.
Hankemaakuntien alueilta tuotetaan myös kallioperän lämmönjohtavuuskartat, jotka tarjoavat pohjatietoa suunnittelijoille, mikäli esimerkiksi TRT-mittausta kohteessa ei syystä tai toisesta ole tehty. Kaiken kaikkiaan Geoenergialoikka-hankkeen kokonaistavoitteena on lisätä geotermisen energian käyttöä Suomessa osana uusiutuvan energiantuotannon ratkaisuja. Tätä varten hankkeessa tuotetaan työkaluja sekä tietoa geotermisen energian hyödyntämisen realistisista mahdollisuuksista suunnittelun ja päätöksenteon tueksi, Martinkauppi ja Saviluoto kiteyttävät.
GTK:n koordinoimassa hankkeessa ovat mukana Centria-ammattikorkeakoulu, Oulun ammattikorkeakoulu ja Oulun yliopisto, sekä Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu. Centrian osalta hankkeen keskeisimpiin toimenpiteisiin kuuluu geotermisen energian tutkimus- ja testausympäristön, sekä siihen liittyvän tutkimuskaivon toteuttaminen Kokkolan alueelle. Centriassa kehitetään myös mallia porausprosessin tehostamiseksi tekoälyn avulla. Tavoitteena on nopeuttaa porausta ja näin pienentää siitä aiheutuvia kustannuksia. Rahoituksen hankkeelle on myöntänyt Keski-Pohjanmaan liitto.
Lähteet
GTK. 2019. Syvällä Suomen kallioperässä on aiemmin määrittämätön valtava puhtaan energian varasto. Saatavissa: https://www.gtk.fi/ajankohtaista/syvalla-suomen-kallioperassa-on-aiemmin-maarittamaton-valtava-puhtaan-energian-varasto/.