Timo Kalema                                                                                                                                               11.3.2021

Helsingin kaupunki on tilannut Geologian tutkimuskeskukselta  mielenkiintoisen tutkimuksen Helsingin geoenergiapotentiaali (2019). Siinä on arvioitu Helsingin kaupungin geoenergiapotentiaalia ja esitetty lämpökaivojen mitoitustietoa. Laskentatulokset perustuvat elementtimenetelmällä tehtyihin laskelmiin /1/.

Raportissa tulee esille, että alimitoitetut lämpökaivot voivat johtaa maaperän liialliseen jäähtymiseen niin, että ne pahimmassa tapauksessa muuttuvat käyttökelvottomiksi. Lämpökaivoissa lämmön talteenottoputket ovat veden täyttämissä porausrei’issä. Jos niiden lämpötila laskee alle 0 ^oC:n, tämä vesi jäätyy ja veden sisällä oleva lämmön talteenputkisto voi hajota. Siksi lämpökaivojen oikea mitoitus on tärkeää, jotta geolämpöä voitaisiin pitää uusiutuvana energiana. Tarkastelujakson pituus esimerkeissä on 50 vuotta.

Pientalojen lämmityksessä selviää laskelmien mukaan hyvin yhdellä kaivolla. Esimerkin mukaan yhdestä lämpökaivosta voidaan saada pituusyksikköä kohti vuodessa geolämpöä Helsingissä noin 110 kWh/m. Tällöin esim. 150 m syvästä kaivosta saadaan lämpöä 16,5 MWh/a ja 300 m syvästä kaivosta 33 MWh/a.

Laajemmin geolämmön potentiaalia tutkittiin sijoittamalla 25 lämpökaivoa 20 m päähän toisistaan 5*5-hilaan ja laskelmalla paljonko maasta voidaan ottaa lämpöä ilman kaivon jäätymisvaaraa. Tällöin kaivokentän yksittäisestä kaivosta saatava energia on vain noin 30 % edellä mainitusta arvosta eli noin 30 kWh/m. Tämä asia pitää ottaa huomioon kerrostalojen lämpökaivojen mitoituksessa. Naapurissa olevan kerrostalon lämpökaivokentän vaikutus voi ulottua 100 – 150 metrin päähän.

Laajamittaisesti maasta voidaan ottaa geolämpöä vuodessa maapinta-alaa kohti 130 – 770 MWh/ha kaivojen syvyyksillä 150 – 1000 m tai kaivon syvyyttä kohti noin 30 kWh/m.

Kuvat 1 ja 2 esittävät yksittäisen lämpökaivon ja 5*5-hilaan, 20 metrin päähän toisistaan sijoitettujen lämpökaivojen ympäristöönsä aiheuttamaa lämpötilakenttää, kun kriteerinä on se, että kaivon reunan lämpötila ei saa laskea 50 vuodessa alle 0 ^oC:n

1. Helsingin geoenergiapotentiaali. Geologian tutkimuskeskus. Espoo 2019. https://www.hel.fi/static/liitteet/kaupunkiymparisto/julkaisut/julkaisut/Helsingin_geoenergiapotentiaali_luonnos.pdf.

Porareian lampotilakentta

Porareikien 25 lampotilakentta