Borra för bergkyla: Kloridhaltens påverkan på grundvattnet i Sunnersta

  Nr. 72  Självständigt arbete i miljö‐ och  

vattenteknik 15 hp, 1TV017  Juni 2019 

Borra för bergkyla  

Kloridhaltens påverkan på grundvattnet  i Sunnersta  

Gabriella Corbee, Ella Ek, Tove Engvall, Linnéa Hallgren,  Victoria Runnäs och Moa Sandberg 

Handledare: Erik Nilsson 

Institutionen för geovetenskaper, UU

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp

Rapportlogg

Projekt: Borra för bergkyla

Typ Dokumentkod Dokumentnamn Datum Ersätter Författare

S W-19-72 / S-01 Slutrapport ver 1 19-05-15 Alla

W-19-72 / S-02 Slutrapport ver 2 19-05-21 W-19-72 / S-01 Alla W-19-72 / S-03 Slutrapport ver 3 19-06-03 W-19-72 / S-02 Alla W-19-72 / S-04 Slutrapport ver 4 19-06-05 W-19-72 / S-03 Alla

A W-19-72 / A-01 Arbetsformer 19-04-03 Ella

W-19-72 / A-02 Projektplan 19-04-04 Ella

W-19-72 / A-03 Projektplan 19-04-05 W-19-72 / A-02 Linnéa W-19-72 / A-04 Projektplan 19-04-08 W-19-72 / A-03 Linnéa W-19-72 / A-05 Projektplan 19-04-09 W-19-72 / A-04 Ella W-19-72 / A-06 Projektplan 19-04-26 W-19-72 / A-05 Gabriella W-19-72 / A-07 Projektplan 19-05-14 W-19-72 / A-06 Tove W-19-72 / A-08 Projektplan 19-05-21 W-19-72 / A-07 Linnéa W-19-72 / A-09 Bemötande av opponering 19-06-03 Ella, Gabriella W-19-72 / A-10 Revidering från opponering 19-06-05 W-19-72 / A-09 Ella

P W-19-72/ P-01 Gruppmöte nr. 1 19-04-02 Linnéa

W-19-72 / P-02 Handledarmöte nr 1 19-04-03 Tove

W-19-72 / P-03 Gruppmöte nr 2 19-04-03 Tove

W-19-72 / P-04 Gruppmöte nr 3 19-04-03 Tove

W-19-72 / P-05 Möte med beställare nr 1 19-04-03 Tove

W-19-72 / P-06 Gruppmöte nr 4 19-04-03 Moa

W-19-72 / P-07 Gruppmöte nr 5 19-04-05 Ella

W-19-72 / P-08 Gruppmöte nr 6 19-04-08 Gabriella W-19-72 / P-09 Handledarmöte nr 2 19-04-08 Ella W-19-72 / P-10 Handledarmöte nr 3 19-04-09 Moa W-19-72 / P-11 Gruppmöte nr 7 19-04-11 Victoria W-19-72 / P-12 Möte med beställare nr 2 19-04-11 Gabriella W-19-72 / P-13 Gruppmöte nr 8 19-04-24 Gabriella W-19-72 / P-14 Handledarmöte nr 4 19-05-02 Gabriella W-19-72 / P-15 Handledarmöte nr 5 19-05-02 Moa

W-19-72 / P-16 Gruppmöte nr 9 19-05-02 Ella

W-19-72 / P-17 Möte med beställare nr 3 19-05-06 Gabriella W-19-72/ P-18 Möte med Fritjof 19-05-07 Victoria W-19-72 / P-19 Handledarmöte nr 6 19-05-08 Tove W-19-72 / P-20 Handledarmöte nr 7 19-05-20 Tove G W-19-72 / G-01 Sammanställning av litt.studie 19-04-24 Linnéa

W-19-72 / G-02 Litt.studie populärvetenskaplig sammanfattning19-04-25 Ella L W-19-72 / L-01 Litt. studie relikt vatten 19-04-05 Linnéa

W-19-72 / L-02 Litt.studie översiktligt om dricksvattenutvinning)19-04-08 Gabriella W-19-72 / L-03 Litt.studie grundvattentransport19-04-23 Moa W-19-72 / L-04 Litt.studie forskning 19-04-23 Tove W-19-72 / L-05 Litt.studie markegenskaper 19-04-24 Victoria W-19-72 / L-06 Litt.studie bergkyla 19-04-23 Ella W-19-72 / L-07 Litt.studie grundvattenkvalitet och gränsvärden19-04-17 Gabriella W-19-72 / L-08 Litt.studie grundvattenflödets effekt19-04-20 Linnéa

W-19-72 / L-09 Fördjupning 19-04-24 Moa, Tove

W-19-72 / L-10 Fördjupning: Darcys lag 19-05-03 Ella W-19-72 / L-11 Fördjupning: Beräkningar 19-05-10 Tove, Moa

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp Ärendelogg

Projekt: Borra för bergkyla

Nr. Datum Ärende / uppgift Resultat Ansvarig person Övriga medverkande

personer

Ärendet slutfört

1 19-04-02 Gruppmöte nr 1 W-19-72/ P-01 Linnéa 19-04-02

2 19-04-03 Handledarmöte nr 1 W-19-72 / P-02 Tove 19-04-03

3 19-04-03 Gruppmöte nr 2 W-19-72 / P-03 Tove 19-04-03

4 19-04-03 Gruppmöte nr 3 W-19-72 / P-04 Tove 19-04-03

5 19-04-03 Möte med beställare nr 1 W-19-72 / P-05 Tove 19-04-03

6 19-04-03 Gruppmöte nr 4 W-19-72 / P-06 Moa 19-04-03

7 19-04-03 Arbetsformer W-19-72/ A-01 Ella 19-04-03

8 19-04-03 Skriva projektplan W-19-72 / A-02 Ella 19-04-04

9 19-04-04 Informationsgenomgång Alla 19-04-04

11 19-04-05 Göra presentation av projektplan Linnéa Gabriella, Ella, Victoria 19-04-05

12 19-04-05 Gruppmöte nr 5 W-19-72 / P-07 Ella Resterande grupp 19-04-05

13 19-04-05 Fylla i resultatflik för nya rapporter Alla 19-04-05

14 19-04-05 Börja lite med litteratursökningen Alla 19-04-23

15 19-04-05 Fylla i reflektionsdokument Alla 19-04-05

16 19-04-05 Fylla i rapportlogg Ella 19-04-05

17 19-04-05 Revidering av projektplan Alla 19-04-05

18 19-04-05 Litt.studie: Relikt vatten W-19-72 / L-01 Linnéa 19-04-05

19 19-04-05 Litt.studie: Översiktligt om dricksvattenutvinning W-19-72 / L-02 Gabriella 19-04-08

20 19-04-05 Litt. studie: Forskning om gv-transport W-19-72 / L-03 Moa 19-04-05

21 19-04-05 Litt.studie: Forskning andra länder W-19-72 / L-04 Tove 19-04-05

22 19-04-05 Litt.studie: Markegenskaper W-19-72 / L-05 Victoria 19-04-05

23 19-04-05 Litt.studie: bergkyla W-19-72 / L-06 Ella 19-04-23

24 19-04-08 Gruppmöte nr 6 11.00 W-19-72 / P-08 Gabriella 19-04-08

25 19-04-08 Förbereda presentation av projektplan Alla 19-04-08

26 19-04-08 Revidering av projektplan W-19-72/A-04 Linnéa Resterande grupp 19-04-08

27 19-04-08 Litt.studie: Ytligt grundvatten fys/kem egenskaper W-19-72 / L-07 Gabriella 19-04-17

28 19-04-09 Handledarmöte nr 3 W-19-72 / P-09 Moa 19-04-09

29 19-04-09 Revidering av projektplan W-19-72 / A-05 Ella Resterande grupp 19-04-09

30 19-04-11 Gruppmöte nr 7 W-19-72 / P-11 Victoria 19-04-11

31 19-04-11 Möte med beställare nr 2 W-19-72 / P-12 Gabriella 19-04-11

32 19-04-11 Litt. studie: Grundvattenflödets påverkan på värme W-19-72 / L-08 Linnéa 19-04-20

33 19-04-24 Gruppmöte nr 8 W-19-72 / P-13 Gabriella 19-04-23

34 19-04-23 Sammanställa litteraturstudien W-19-72 / G-01 Linnéa Resterande grupp 19-04-24

35 19-04-24 Förbereda mittredovisningen + powerpoint Gabriella, Linnéa 19-04-26

36 19-04-24 Litt. studie: Populärvetenskaplig sammanfattning W-19-72 / G-02 Ella 19-04-25

37 19-04-24 Fördjupning W-19-72 / L-09 Tove, Moa 19-04-24

38 19-04-26 Revidering av projektplan W-19-72 / A-06 Gabriella 19-04-25

39 19-04-29 Handledarmöte nr 4 W-19-72 / P-14 Alla 19-05-02

40 19-05-02 Handledarmöte nr 5 W-19-72 / P-15 Alla 19-05-02

41 19-05-02 Gruppmöte nr 9 W-19-72 / P-16 Ella 19-05-02

42 19-05-02 Möte med beställare nr 3 W-19-72 / P-17 Gabriella 19-05-06

43 19-05-08 Handledarmöte nr 6 W-19-72 / P-19 Tove 19-05-08

44 19-05-02 Fördjupning: Darcys lag W-19-72 / L-10 Ella 19-05-03

45 19-05-02 Fördjupning: Beräkningar W-19-72 / L-11 Tove, Moa 19-05-10

46 19-05-07 Möte med Fritjof W-19-72 / P-18 Victoria 19-05-07

47 19-05-02 Slutrapport påbörjas W-19-72 / S-01 Alla 19-05-15

48 19-05-14 Revidering av projektplan W-19-72 / A-07 Tove 19-05-14

49 19-05-20 Handledarmöte nr 7 W-19-72 / P-20 Tove 19-05-20

50 19-05-17 Revidering av slutrapport W-19-72 / S-02 Alla 19-05-21

51 19-05-20 Presentation för slutredovisningen Alla 19-05-23

52 19-05-22 Opponering av rapport Alla 19-05-24

53 19-06-03 Revidering av rapport efter opponering W-19-72 / S-03 Alla 19-06-03

54 19-06-03 Bemötande av opponering W-19-72 / A-09 Ella, Gabriella Resterande grupp 19-06-03

55 19-06-05 Revidering av bemötande av opponering W-19-72 / A-10 Ella Resterande grupp 19-06-05

Självständigt arbete i miljö- och vattenteknik 15 hp

Dokumenttyp Slutrapport

Dokumentkod W-19-72 / S-04 Datum

2019-06-05

Ersätter W-19-72 / S-03 Författare

Gabriella Corbee, Ella Ek, Tove Engvall, Linnéa Hallgren, Victoria Runnäs, Moa Sandberg

Handledare Erik Nilsson

Rapportnamn

Borra för bergkyla - Kloridhaltens påverkan på grundvattnet i Sunnersta

F¨orfattare:

Gabriella Corbee Ella Ek Tove Engvall Linn´ea Hallgren Victoria Runn¨as Moa Sandberg

Borra f¨ or bergkyla

- Kloridhaltens p˚averkan p˚a grundvattnet i Sunnersta

Sj¨alvst¨andigt arbete i milj¨o- och vattenteknik 15 hp, VT-2019

Inl¨amnad: 5 juni 2019

Sammanfattning

Med ett klimat som blir allt varmare kan behovet av nedkylning i fastigheter ¨oka.

Bergkyla ¨ar ett exempel p˚a en nedkylningsmetod som kan vara ett effektivt s¨att att kyla ner fastigheter p˚a som redan anv¨ander sig av bergv¨arme. D˚a kan samma borrh˚al anv¨andas till b˚ada ¨andam˚al; v¨arme under kallare perioder och kyla under varmare.

Bergkyla h¨amtar kyla fr˚an berggrunden genom att en k¨oldb¨ararv¨atska cirkulerar i slangar neds¨ankta i borrh˚alet. K¨oldb¨ararv¨atskan ¨ar varm n¨ar den f¨ors ner i borrh˚alet d¨ar den kyls ned och f¨ors d¨arefter tillbaka till anl¨aggningen. Detta utbyte av v¨armeenergi mellan k¨oldb¨ararv¨atskan och berget g¨or inte bara att k¨oldb¨ararv¨atskan sjunker i tem- peratur, berget runt borrh˚alet ¨okar ¨aven i temperatur. Om berget runt borrh˚alet ¨okar i temperatur kommer ¨aven det djupliggande, relikta grundvatten som finns i berggrunden att ¨oka i temperatur. Detta skulle kunna skapa en vertikaltransport av det kloridhaltiga relikta grundvattnet upp till det ytliga grundvattnet, som d˚a kontamineras.

M˚alet med detta projekt var att unders¨oka huruvida en ¨okad anv¨andning av berg- kyla skulle kunna skapa en vertikaltransport av det relikta grundvattnet upp till det ytliga och i s˚adana fall om detta skulle vara av betydelse f¨or dricksvattenproduktionen i Uppsala. Omr˚adet som studerades i detta projekt ¨ar Sunnersta, d¨ar antalet borrh˚al f¨or bergv¨arme ¨ar m˚anga och potentiellt ¨ar ett omr˚ade d¨ar m˚anga ¨aven v¨aljer att installera bergkyla i sina redan befintliga borrh˚al.

Projektet baserades p˚a en litteraturstudie samt f¨ordjupade ber¨akningar p˚a verti- kaltransporten av det relikta grundvattnet. Temperatur¨okningarna som ber¨akningarna baserades p˚a var f¨or enskilda borrh˚al 0,02^◦C, d¨ar omr˚adet runt borrh˚alet som var p˚averkat hade en radie p˚a 20 m. F¨or 47 borrh˚al anv¨andes ist¨allet temperatur¨okningen 1,2^◦C, d¨ar storleken p˚a det ber¨orda omr˚adet inte var specificerat. Extremfall f¨or temperaturen i grundvattnet studerades f¨or att se hur fl¨odeshastigheten f¨or¨andrades och genom det se hur tiden f¨or transporten av det relikta vattnet p˚averkades. N¨ar den f¨orstn¨amnda temperatur¨okningen anv¨andes s˚a erh¨olls resultatet att det skulle ta 1750

˚ar. Koncentrationen klorid detta medf¨or i det ytliga grundvattnet blev d˚a 253 mg/l om omblandningen av de b˚ada vattenmassorna skulle ske under ett dygn, samt 75,5 mg/l om omblandningen skulle ske under ett ˚ar. Detta j¨amf¨ordes med 100 mg/l som var riktv¨ardet f¨or klorid i grundvatten fr˚an SGU.

Analyserna av resultaten visade att en vertikaltransport kommer ske vid en tem- peratur¨okning orsakad av bergkylautvinning. Risken att det relikta grundvattnet skulle kontaminera det ytliga grundvattnet bed¨omdes dock l˚ag eftersom det skulle kr¨avas antingen v¨aldigt m˚anga ˚ar f¨or transporten eller osannolikt stora temperatur¨okningar.

Med de antaganden som gjordes fanns stora os¨akerheter kring ber¨akningarna och det fr¨amsta utvecklingsomr˚adet bed¨omdes vara att mer forskning kr¨avs f¨or att kunna dra s¨akrare slutsatser kring riskerna med bergkyla.

1

Inneh˚ all

1 Tackord 3

2 Ordlista 4

3 Inledning 5

3.1 Syfte . . . . 5

3.2 Fr˚agest¨allningar . . . . 5

4 Bakgrund 5 4.1 Energiutvinning fr˚an berggrunden . . . . 5

4.2 Markegenskaper . . . . 8

4.3 P˚averkan p˚a omgivande mark . . . . 9

4.4 Grundvattenkvalitet – salter och elektrisk konduktivitet . . . . 9

4.5 Gr¨ansv¨arden och riktv¨arden . . . . 10

4.6 Relikt vatten . . . . 11

4.7 Grundvattentransport . . . . 11

4.8 Grundvattenfl¨odets effekt p˚a borrh˚al . . . . 12

4.9 Konsekvenser av temperaturf¨or¨andringar i grundvatten . . . . 12

4.10 Anv¨andningen av bergkyla i v¨arlden . . . . 13

4.10.1 Lagar och regler . . . . 14

4.11 Vattenskyddsomr˚aden i Uppsala . . . . 15

4.12 Geografisk avgr¨ansning till stadsdelen Sunnersta . . . . 16

5 Metod 17 5.1 Litteraturstudie . . . . 17

5.2 Ber¨akningar . . . . 18

5.2.1 Antaganden . . . . 20

5.2.2 H¨arledningar och ekvationer . . . . 21

5.3 Databehandling . . . . 24

6 Resultat 25 6.1 Resultat fr˚an litteraturstudien . . . . 25

6.2 Data och ber¨akningsresultat p˚a grundvatten i Sunnersta . . . . 26

6.3 Densitet, fl¨oden och koncentration . . . . 26

7 Diskussion 28 7.1 Ber¨akningsresultat . . . . 28

7.2 Litteraturstudie . . . . 30

7.3 Temperaturf¨or¨andringar i mark . . . . 30

7.4 Kloridkontaminering . . . . 30

7.5 Antaganden och os¨akerhetsanalys . . . . 31

7.6 Utvecklingsomr˚aden . . . . 33

8 Slutsats 34 9 Referenser 35 9.1 Publicerat material . . . . 35

9.2 Opublicerat material . . . . 39 1

A Appendix A1 A.1 . . . . A1 A.2 . . . . A2 A.3 . . . . A3 A.4 . . . . A4

2

1 Tackord

Vi vill rikta ett tack till v˚ar handledare Erik Nilsson f¨or kontinuerligt st¨od, uppmuntran och engagemang under arbetets g˚ang. Tack ocks˚a till v˚ar kontaktperson p˚a Uppsala Vatten och Avfall AB Emma Lindbjer f¨or v¨agledning och entusiasm under v˚aren. Vi vill ¨aven rikta ett stort tack till Fritjof Fagerlund, universitetslektor vid institutionen f¨or geovetenskaper, f¨or att han har tagit sig tid f¨or att hj¨alpa oss med ber¨akningarna.

3

2 Ordlista

• Akvifer: ”Geologisk bildning med grundvatten som kan utvinnas i anv¨andbar m¨angd” (Nationalencyklopedin u.˚a. A).

• Borrh˚alslager: Stort antal n¨arliggande borrh˚al (Barth et al. 2012, ss.16-19).

• Expansionsventil: En ventil som ”reglerar fl¨odet p˚a k¨oldmediet” (IVT V¨armepumpar u.˚a.).

• Frikyla: ”Kylenergi som h¨amtas direkt fr˚an omgivningen utan kylmaskin, exempel- vis fr˚an sj¨ovatten, uteluft eller dylikt” (Boverket 2017).

• Geoenergi: ”Den energi som finns lagrad i berg, jord och grundvatten och den periodvisa lagringen av ¨overskottsv¨arme eller -kyla i den ¨ovre delen av jordskorpan”

(SGU u.˚a. A).

• GSHP-system: ”Ground source heat pump-system”, bergv¨armesystem (Zhu et al.

2017).

• Kinematisk porositet: Den volymandel h˚alrum som bidrar till grundvattenfl¨odet (Olofsson et al. 2001).

• Kollektorslang: Den slang som f¨ors ner i borrh˚alet (IVT V¨armepumpar u.˚a.).

• Kompressor: En del av v¨armepumpen som ¨okar trycket och d¨armed temperaturen p˚a fluiden (IVT V¨armepumpar u.˚a.).

• Kylkonvektor: Som ett fl¨aktelement (Energipartner u.˚a.).

• K¨oldb¨ararv¨atska: En vatten- och etanolblandning som cirkulerar i kollektorslang- arna och h¨amtar v¨arme eller kyla fr˚an berggrunden (IVT V¨armepumpar u.˚a.).

• K¨oldmedium: En fluid som cirkulerar i v¨armepumpen, kommer befinna sig i b˚ade gas- och v¨atskeform och ¨ar den fluid som ¨overf¨or energin fr˚an berggrunden till fastighetens uppv¨armning- eller nedkylningssystem (IVT V¨armepumpar u.˚a.).

• PSU: Enhet f¨or salthalt och st˚ar f¨or Practical Salinity Unit (Havs- och vattenmyn- digheten 2013).

• Relikt vatten: ”Grundvatten som bildats under ett tidigare geologiskt skede eller under en period med annat klimat” (Nationalencyklopedin u.˚a. B).

• Salinitet: ”Salthalt” (L¨ansstyrelsen u.˚a.).

• V¨armev¨axlare: En del av v¨armepumpen d¨ar tv˚a fluider kommer i kontakt med varandra och p˚a s˚a s¨att p˚averkar varandras temperaturer (Thermia V¨armepumpar u.˚a.).

4

3 Inledning

I och med klimatf¨or¨andringar och en ¨okande temperatur ¨ar behovet av ett h˚allbart och kostnadseffektivt kylsystem av st¨orsta vikt i framtiden. Att borra i berggrund f¨or att utvinna kyla tycks uppfylla dessa krav, men det finns ¨aven eventuella risker.

Genom att borra f¨or bergkyla ¨ar det m¨ojligt att p˚a ett milj¨ov¨anligt s¨att kyla ner byggnader, bland annat varuhus och bost¨ader, men det inneb¨ar inte att det endast

¨ar f¨ordelaktigt. N¨ar kylan utvinns riskerar det djupt liggande grundvattnet som finns i berggrundens sprickssystem att v¨armas upp. N¨ar temperaturen ¨okar uppst˚ar en densitetsskillnad som eventuellt kan leda till en vertikal transport upp˚at i profilen av det djupt liggande grundvattnet. Detta kan leda till en ¨okad risk f¨or att dricksvattnet som utvinns kontamineras i och med en f¨or h¨og salthalt.

M˚alet med projektarbetet ¨ar att utifr˚an litteraturstudier och ber¨akningar kunna dra slutsatser kring hur bergkyla p˚averkar grundvattenkvaliteten i Sunnersta, Uppsala.

3.1 Syfte

Projektarbetets syfte ¨ar att f˚a en bredare blick ¨over forskningsl¨aget g¨allande bergkyla samt uppdatera Uppsala Vatten och Avfall AB om detta d˚a de upplever en kunskapslucka i detta omr˚ade. Syftet ¨ar ¨aven att utf¨ora exempelber¨akningar p˚a en t¨atort med stor potential f¨or utveckling av bergkyla.

3.2 Fr˚agest¨allningar

• Finns det tydliga exempel p˚a aktuell forskning och anv¨andning av bergkyla samt bergv¨arme sedan innan? Kan denna tidigare forskning ge konkreta v¨arden som kan anv¨andas i ber¨akningar kring bergkyla?

• P˚averkar anl¨aggningar f¨or bergkyla temperaturen hos det djupa grundvattnet tillr¨ackligt mycket f¨or att vattendensiteten ska ¨andras s˚a att det sker en verti- kaltransport?

• Om vertikaltransport sker, kommer koncentrationen klorid ¨overstiga riktv¨arden f¨or det ytliga grundvattnet som utvinns f¨or dricksvatten?

4 Bakgrund

4.1 Energiutvinning fr˚an berggrunden

D˚a berggrundens temperatur f¨orblir relativt konstant under ˚aret medf¨or det att berget ¨ar varmare ¨an luften under vinterm˚anaderna och kallare ¨an luften under sommarm˚anaderna (Hellstr¨om 2006). Lufttemperaturens ˚arsvariationer i Sverige brukar approximeras med en cosinuskurva, med de varmaste temperaturerna under sommarm˚anaderna och de kyligaste under vinterm˚anaderna, se figur 1 (SLU 1999-2002). Genom detta kan d˚a berggrundens temperatur anv¨andas f¨or att v¨arma upp fastigheter under vintern och kyla ner fastigheter under sommaren (ibid.).

5

Figur 1: Luftens temperaturvariation p˚a 2 m h¨ojd ¨over marken i Uppsala under 2017-2018.

Data fr˚an Institutionen f¨or Geovetenskaper, Uppsala.

F¨or att utvinna energi fr˚an berggrunden anl¨aggs ett borrh˚al p˚a 100 m upp till 300 m, med medeltal p˚a 175 m,till en aktuell fastighet (SGU u.˚a.). Borrh˚alen ska anl¨aggas med minst 20 m mellanrum f¨or att undvika termisk kortslutning, det vill s¨aga att borrh˚alen p˚averkar varandra och d¨armed f¨ors¨amrar energiupptaget (ibid.). N¨ar anl¨aggningen

¨ar i fullt bruk cirkulerar en k¨oldb¨ararv¨atska, vanligen best˚aende av en vatten- och bioetanoll¨osning (SGU 2016), genom en kollektorslang som f¨orts ner i borrh˚alet (SGU u.˚a. B). Bergv¨arme och bergkyla anv¨ander samma borrh˚al och p˚a grund av detta ¨ar det enkelt att l¨agga till bergkyla till ett redan befintligt bergv¨armesystem (Vattenfall AB u.˚a.).

I figur 2 presenteras ett bergv¨armesystem schematiskt. I ett aktivt system v¨arms k¨oldb¨ararv¨atskan upp n˚agra f˚a grader av berggrunden och n˚ar en ljummen temperatur (Thermia V¨armepumpar u.˚a.). K¨oldb¨ararv¨atskan f¨ors in i v¨armepumpens v¨armev¨axlare, figur 2 steg 1, d¨ar ett kallt k¨oldmedium cirkulerar (ibid.). Detta k¨oldmedium evapore- rar och ¨overg˚ar till gasform d˚a den v¨arms upp genom kontakten med k¨oldb¨ararv¨atskan (ibid.). K¨oldmediet f¨ors sedan till en kompressor som ¨okar trycket, figur 2 steg 2, och d¨armed f˚ar gasen en betydligt h¨ogre temperatur (ibid.). D¨arefter transporteras det fort- farande gasformiga k¨oldmediet till ytterligare en v¨armev¨axlare som st˚ar i kontakt med den aktuella fastighetens v¨armesystem, figur 2 steg 3 (ibid.). H¨ar kommer k¨oldmediets v¨arme ¨oka temperaturen hos v¨armesystemet tillr¨ackligt f¨or att kunna v¨arma fastighe- ten (ibid.). Samtidigt kommer temperaturen hos k¨oldmediet sjunka och d¨armed kommer denna gas kondensera (ibid.). K¨oldmediet som nu ¨ar i v¨atskeform f¨ors till en expansion- sventil i v¨armepumpen, figur 2 steg 4, d¨ar dess tryck s¨anks ytterligare och temperaturen s¨anks (ibid.). K¨oldmediet n˚ar sedan v¨armev¨axlaren igen, figur 2 steg 1, och s˚a fortl¨oper cirkulationen (ibid.).

6

Figur 2: Schematisk bild ¨over ett bergv¨armesystem. Orange f¨arg indikerar ljummen tem- peratur, bl˚att kall och r¨ott varm. Streckade pilar betyder en gasformig k¨oldb¨ararv¨atska. I steg 1 n˚ar k¨oldb¨ararv¨atskan en v¨armev¨axlare som v¨armer upp k¨oldmediet. Vid steg 2 f¨ors k¨oldmediet till en kompressor d¨ar trycket ¨okar. Ytterligare en v¨armev¨axlare vid steg 3 g¨or att k¨oldmediet v¨armer upp fastighetens v¨armesystem och i steg 4 s¨anks k¨oldmediets tryck genom en expansionsventil.

Enligt Mattias Ericsson p˚a Bj¨orklunds R¨or (2019) kommer borrh˚alet vattenfyllas och kollektorslangarna kommer s˚aledes st˚a i direktkontakt med grundvattnet. Detta ¨ar

¨onskv¨art d˚a ett icke vattenfyllt h˚al inte medf¨or en v¨arme¨overf¨oring. Vidare ber¨attar Mattias Ericsson att ju mer vatten det finns i h˚alet desto b¨attre ¨ar det och optimalt ska

¨aven grundvattnet vara str¨ommande och inte stillast˚aende. Ett stillast˚aende grundvatten kommer med tiden kylas av medan ett fl¨ode kommer medf¨ora att nytt vatten hela tiden kommer in och tillf¨or mer energi. Mattias Ericsson s¨ager ¨aven att detsamma b¨or g¨alla f¨or bergkyla - d˚a v¨arme f¨ors ner i berget kommer temperaturen stiga och skapa en lokal uppv¨armning. ¨Ar grundvattnet d˚a str¨ommande kommer v¨armen f¨oras bort och h˚alet kommer st¨andigt tillf¨oras ny kyla.

Bergkyla kan anslutas till ett bergv¨armesystem genom att r¨oren som kollektor- slangen g˚ar genom kopplas till en f¨orgrening (Hellstr¨om 2006). K¨oldb¨ararv¨atskan n˚ar sedan en kylkonvektor genom ytterligare en cirkulationspump och d¨arefter sprids svalkande luft i fastigheten (LAFOR Energientreprenader AB 2018). Alternativt f¨ors den svala k¨oldb¨ararv¨atskan till en kallvattenpump och genom denna till en konverterare som kommer f¨orse fastigheten med kall luft (Wahl´en 2013). Fastigheten kan d¨arf¨or kylas under sommarm˚anaderna genom att v¨armen f¨ors ner i berggrunden och p˚a s˚a s¨att

˚aterladdas berget med avseende p˚a v¨armeenergi som tagits ut under vintern (Barth et al. 2012, ss.16-19).

Geotermisk utvinning av kyla kan vara aktiv eller passiv, d¨ar aktiva system ¨ar borrh˚alslager, flera n¨arliggande borrh˚al, och akviferer och passiva system ¨ar ytjordv¨arme, bergv¨arme och grundvatten (Barth et al. 2012, ss.16-19). Skillnaden mellan dessa ligger i att passiva system endast utvinner v¨arme eller kyla medan aktiva system utvin- ner v¨arme eller kyla samt ˚aterladdar marken (ibid.). Den aktiva geoenergin har fler

7

f¨ordelar d˚a ett uttag av kyla under sommaren m¨ojligg¨or ett st¨orre v¨armeuttag under vinterm˚anaderna eftersom berggrunden p˚a detta s¨att f˚ar hj¨alp att kompensera och balansera energiuttagen (ibid.). En f¨ordel med bergkyla ¨ar att processen och de kontrol- lerade temperaturf¨or¨andringarna i fastigheten ¨ar oberoende av temperaturen utomhus, men den fr¨amsta nackdelen ¨ar att det kostar mycket vid installation (Pettersson 2013).

F¨ordelarna med bergv¨arme ¨ar, bland annat, att det resulterar i ett mindre elbe- hov f¨or uppv¨armning av fastigheten (SGU u.˚a. B). Det ¨ar ¨aven milj¨ov¨anligt d˚a det ¨ar en f¨ornybar energik¨alla eftersom v¨armen i berggrunden kommer fr˚an solenergi (Thermia V¨armepumpar u.˚a.). Ytterligare en f¨ordel ¨ar att det ¨ar enkelt att l¨agga till bergkyla till en befintlig bergv¨armeanl¨aggning (Vattenfall AB u.˚a.). Ett problem som kan uppst˚a om ett flertal anl¨aggningar f¨or geoenergi placeras f¨or t¨att, alternativt vid borrh˚al som inte

¨

ar anpassade efter energibehovet eller storleken p˚a v¨armepumpen, ¨ar att berggrundens temperatur sjunker mer ¨an v¨antat (SGU 2016). Detta kan i sin tur medf¨ora s¨amre verkningsgrad och skador p˚a kollektorslangar som vidare kan ge konsekvenser i form av l¨ackage av k¨oldb¨ararv¨atska och genom detta kontaminerat grundvatten (ibid.).

Bergv¨arme och bergkyla kan nyttjas genom borrh˚alslager (SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut 2012, ss.6, 10). Ett borrh˚alslager best˚ar av ett flertal n¨arliggande borrh˚al med 4 till 10 meter mellan som genom sin t¨ata placering omsluter en stor bergvolym (ibid.). Hela denna utnyttjas s˚aledes till s˚av¨al uppv¨armning som kylning av fastigheten (ibid.). Ett borrh˚alslager best˚ar vanligen av trettio stycken separata borrh˚al och har ungef¨ar 50 till 1000 kW i effekt (ibid.). Under vintern cirkulerar, liksom f¨or bergv¨arme, en kall k¨oldb¨ararv¨atska genom samtliga borrh˚al vilket kyler ner berggrunden (Strandberg 2014). F¨or att utvinna kyla under sommarhalv˚aret cirkuleras en varmare v¨atska genom kollektorslangarna vilket lagrar v¨arme i berget och denna utvinns sedan under vinterhalv˚aret (ibid.).

N¨ar v¨arme tas fr˚an berggrunden i och med energi¨overf¨oringen till k¨oldb¨ararv¨atskan kommer temperaturen i marken runt borrh˚alet sjunka (ibid.). Det ¨ar d¨arf¨or viktigt att inte mer energi ¨an vad som fylls p˚a tas ut fr˚an berggrunden (ibid.). F¨or en typisk liten villa ¨ar energiuttaget fr˚an ett borrh˚al 20 000 till 30 000 kW h men en fj¨ardedel kommer anv¨andas som energi f¨or v¨armepumpen (Nordell 2014). I ett omr˚ade i v¨astra K¨oln i Tyskland ¨ar, per hush˚all med bergv¨arme, den ungef¨arliga efterfr˚agan p˚a v¨arme 9,6 kW enligt Vienken, Kreck och Dietrich (2019). Om en genomsnittlig villa har en

˚arsf¨orbrukning f¨or uppv¨armning av hus samt varmvatten p˚a 20 000 kW h kommer en installation av bergv¨arme kunna s¨anka f¨orbrukningen med ungef¨ar 13 000 kW h/˚ar och s˚aledes ge en ˚arsf¨orbrukning p˚a cirka 7000 kW h/˚ar (Statens energimyndighet 2010).

Av den v¨armeeffekt som kan utvinnas genom geoenergi ¨ar det m¨ojligt att ta ut tv˚a tredjedelar, vilket med ett exempel inneb¨ar att fr˚an ett borrh˚al som ger en v¨armeeffekt p˚a 5 kW , kan 3,3 kW utvinnas i form av kyla (Marklund 2006). Allm¨ant g¨aller att per meter borrh˚al kan 20 till 40 W kyleffekt utvinnas (Curant u.˚a.).

4.2 Markegenskaper

M¨ojligheterna f¨or bergv¨arme och bergkyla beror av den omkringliggande marken och berggrunden. I Sverige ¨ar de vanligaste bergarterna kristallina (magmatiska och meta- morfa), s˚asom granit och gnejs av olika slag, medan sediment¨ar berggrund f¨orekommer

8

i mindre utstr¨ackning (Erlstr¨om et al. 2017). Vid analys av berggrunden i Uppsala med hj¨alp av SGU:s kartgenerator framg˚ar det att berggrunden fr¨amst best˚ar av magmatiska bergarter s˚asom granit samt av vulkanisk bergart, som ryolit och darcit, se A.1 f¨or karta. Det f¨orekommer ¨aven kvartsfattiga bergarter men i mindre utstr¨ackning.

Kalkrik sediment¨ar bergart som kalksten finns bara i extremt liten utstr¨ackning i Uppsala.

Temperaturgradienten i berggrunden varierar beroende p˚a vad det ¨ar f¨or typ av bergart (Erlstr¨om et al. 2016, s.6). Avst˚andet ner till berget samt berggrundens mineral- sammans¨attning ¨ar det som best¨ammer hur djupt ner en eventuell borrning f¨or geoenergi b¨or ske (Aly & Singh 2015). Om det exempelvis finns kalksten, som ¨ar en sediment¨ar bergart och d˚a leder v¨arme s¨amre ¨an till exempel granit, som ¨ar en magmatisk bergart, kr¨avs djupare borrning (ibid.). De termiska egenskaperna varierar ¨aven beroende p˚a vad det ¨ar f¨or berggrund. V¨armeledningsf¨orm˚agan f¨or granit, som ¨ar en av de mest dominerande bergarterna i Uppsala, varierar kraftigt men har ett medelv¨arde som ligger mellan 3 W/(mK) till 3,5 W/(mK) (Erlstr¨om et al. 2016, s.40). Bergarter som ¨ar kvartsfattiga har en l˚ag v¨armeledningsf¨orm˚aga som ligger runt 1,5 W/(mK) medan de bergarter med h¨og kvartshalt ligger runt 7 W/(mK) (ibid.).

En sediment¨ar bergart ¨ar i de flesta fall mer por¨os och d˚a ¨aven mer vattenf¨orande i j¨amf¨orelse med en kristallin bergart. Den kristallina bergarten har d˚a inte samma f¨oruts¨attningar g¨allande energilagring och vatteninneh˚all (Erlstr¨om et al. 2016, s.15).

Vattentransporten i berggrunden kommer ske i dess porsystem, s˚a f¨or en mindre por¨os bergart kommer det vara ett mindre vattenfl¨ode (ibid.).

Den kinematiska porositeten ¨ar en faktor som beskriver hur grundvattenfl¨odet p˚averkas av m¨angden h˚alrum i berggrunden. F¨or kristallin berggrund som f¨orekommer i Sverige varierar den kraftigt men uppskattas till 0, 0001% − 0, 1% (K¨arnavfallsr˚adet 2001).

4.3 P˚averkan p˚a omgivande mark

Som en f¨oljd av v¨armeutvinning kommer temperaturen i vattnet, jorden eller berget att sjunka. P˚a kort sikt sker detta endast i direkt anslutning till borrh˚alen men under en l¨angre tid kommer v¨arme tas ¨aven l¨angre bort fr˚an borrh˚alen (Bj¨ork et al. 2013, s.74). Om ett enskilt borrh˚al f¨or bergv¨arme anv¨ands enligt genomsnittet under ett ˚ars tid kommer marktemperaturen sjunka med 0,02^◦C inom en 20 m radie och efter 10 ˚ar kommer denna temperaturs¨ankning ha n˚att en 60 m radie fr˚an det aktuella borrh˚alet (ibid.). I borrh˚al f¨or bergv¨arme och bergkyla kan ett termiskt inducerat fl¨ode av grundvatten uppst˚a p˚a grund av temperaturstr¨omningen som sker (Gehlin 2002). Med avseende p˚a anl¨aggningar f¨or bergkyla kan detta vara positivt i och med att kallare vatten n˚ar in till borrh˚alets botten samtidigt som varmare vatten ˚aker ut h¨ogre upp i borrh˚alet, n¨armare markytan (ibid.).

4.4 Grundvattenkvalitet – salter och elektrisk konduktivitet

I grundvattnet som anv¨ands f¨or dricksvattenproduktionen finns olika halter av kemiska

¨amnen. Salt finns naturligt f¨orekommande i marken och ¨ar en kemisk f¨orening som, n¨ar det ¨ar l¨ost i vatten, best˚ar av positivt laddade katjoner och negativt laddade anjoner.

9

Vid analys av grundvattenkvalitet med avseende p˚a salthalt ¨ar det fr¨amst de negativa jonerna klorid (Cl⁻) och sulfat (SO²⁻₄ ) som ¨ar av intresse (SGU 2013, s.46). De flesta anjoner transporteras enkelt i mark och vatten medan katjonerna fr¨amst binds in till markpartiklar. Ifall det f¨orekommer h¨oga halter av klorid- och sulfatjoner i grundvatten kan det vara en m¨ojlig indikator p˚a att det f¨orekommer saltvattenintr¨angning (ibid.).

En ¨okning av l¨osta joner i grundvattnet bidrar ¨aven till en ¨okad elektrisk konduk- tivitet, det vill s¨aga en ¨okad elektrisk ledningsf¨orm˚aga. Intr˚ang av saltvatten ¨okar s˚aledes grundvattnets elektriska konduktivitet, vilket kan utnyttjas vid provtagning f¨or att unders¨oka ifall det f¨orekommer f¨orh¨ojda halter av klorid eller sulfat (SGU 2013, s.46). SGU har gjort en sammanst¨alld skattning av kloridhalter ¨over 20 mg/l utifr˚an m¨atningar av den elektriska ledningsf¨orm˚agan, se tabell 1.

Tabell 1: Skattning av kloridhalt utifr˚an uppm¨att elektrisk konduktivitet i grundvatten (SGU 2013, s.46).

Konduktivitet [mS/m] Kloridhalt [mg/l]

<30 <20

>50 >50

>70 >100

>100 >300

Det finns en naturlig f¨orh¨ojning av klorid- och sulfathalter i grundvatten i sediment¨ara bergarter (SGU 2013, s.48). Borrh˚al i denna typ av berggrund, speciellt skifferbergarter, kan f¨ora med sig problem i form av ¨okad salinitet eftersom borrh˚alen g¨or att det finns en st¨orre kontakt mellan olika grundvattenf¨orande lager (ibid.). I omr˚aden som Uppsa- la, som legat under havsniv˚an efter den senaste istiden, f¨orekommer det ocks˚a f¨orh¨ojda halter i grundvattnet. Detta p˚a grund av p˚averkan av relikt saltvatten (ibid.) vilket ¨ar, enligt Nationalencyklopedin (u.˚a. B) definition, ”grundvatten som bildats under ett tidi- gare geologiskt skede eller under en period med annat klimat”. I en sammanst¨allning av Uppsala Vatten (2017) som visar analysresultat f¨or utg˚aende dricksvatten fr˚an renings- verk hade klorid och sulfat en medianhalt p˚a 41 mg/l respektive 39 mg/l. F¨or elektrisk konduktivitet var medianen 40 mS/m (Uppsala Vatten 2017).

4.5 Gr¨ansv¨arden och riktv¨arden

F¨or att veta n¨ar ett ¨amne har p˚averkan p˚a grundvattnet finns generella riktv¨arden f¨or detta. Ett riktv¨arde ¨ar n˚agot som b¨or efterstr¨avas, medan ett gr¨ansv¨arde m˚aste f¨oljas (Nationalencyklopedin u.˚a. C). Dessa ¨ar framtagna av SGU i enlighet med de milj¨okvalitetsnormer som finns reglerade i milj¨obalken (SGU-FS 2013:2). Vidare finns det f¨or dricksvatten ¨aven gr¨ansv¨arden fr˚an Livsmedelsverket (SLVFS 2001:30).

F¨or b˚ade klorid och sulfat ¨ar 100 mg/l det nationella riktv¨ardet f¨or grundvatten (SGU-FS 2016:1). F¨or elektrisk konduktivitet ¨ar det nationella riktv¨ardet f¨or grund- vatten 150 mS/m (ibid.). Livsmedelsverket anger ocks˚a 100 mg/l som gr¨ansv¨arde f¨or dricksvatten, med avseende p˚a b˚ade klorid- och sulfathalt (SLVFS 2001:30). F¨or

10

elektrisk konduktivitet anger Livsmedelsverket niv˚aer som ¨overstiger 250 mS/m i dricksvattnet, d¨ar gr¨ansv¨ardet avser unders¨okningar vid 20^◦C (ibid.). Gr¨anserna f¨or klorid, sulfat och elektrisk konduktivitet ¨ar, enligt Livsmedelsverket, de niv˚aer d˚a vattnet anses vara tj¨anligt med anm¨arkning (ibid.). Med denna anm¨arkning menas att vattnet inte b¨or vara ledningsangripande (ibid). Vid f¨orh¨ojda halter finns n¨amligen en risk f¨or p˚askyndad korrosion p˚a vattenledningsn¨atet, speciellt till f¨oljd av ¨okad kloridhalt (Nationalencyklopedin u.˚a. D). Detta beror p˚a att saltvatten till skillnad fr˚an s¨otvatten vanligen ¨ar mer korrosivt (ibid.).

Om grundvattnet inneh˚aller h¨oga halter klorid kan dess anv¨andbarhet som dricks- vatten begr¨ansas p˚a grund av salt smak. Denna gr¨ans varierar fr˚an person till person men brukar anges som 300 mgCl/l (SGU 2013, s.48). ¨Overstigs denna halt kan det medf¨ora en risk f¨or smakf¨or¨andringar av dricksvattnet (ibid.). F¨or att dricksvattnet ska anses vara otj¨anligt eller h¨alsov˚adligt finns det dock inga gr¨ansv¨arden med avseende p˚a klorid- eller sulfathalt (SLVFS 2001:30).

4.6 Relikt vatten

Under borrning djupt ner i berggrunden s˚a kan det ske en upptr¨angning av relikt vatten (Boman, Hansson 2004, s.7). Detta salthaltiga vatten kommer fr˚an havsvatten som t¨ackte landomr˚aden under h¨ogsta kustlinjen efter avsm¨altningen av inlandsisen. Som en f¨oljd av landh¨ojningen tr¨angde sedan det salta vattnet ner i sprickor i berggrunden (Boman, Hansson 2004, s.13). P˚a grund av detta finns relikt vatten i berggrunden under det s¨ota ytliga grundvattnet p˚a st¨allen som legat under h¨ogsta kustlinjen.

I omr˚aden som ligger l˚agt i terr¨angen ¨ar risken st¨orre att relikt vatten tar sig upp˚at till det ytliga grundvattnet. Detta eftersom relikt vatten sk¨oljs ut av infiltrerande regn och sm¨altvatten i st¨orre utstr¨ackning p˚a de omr˚aden som ligger h¨ogre ¨over havsytan med den fortg˚aende landh¨ojningen (Boman, Hansson 2004, s.17). Denna ursk¨oljning sker allts˚a snabbare i h¨ogt bel¨agna omr˚aden p˚a grund av att den hydrauliska gradienten h¨ar

¨ar st¨orre (ibid.).

Havsvatten, allts˚a saltvatten, har en maxdensitet vid ungef¨ar -4^◦C till skillnad fr˚an s¨otvatten som har sin maximala densitet vid 4^◦C (G¨oteborgs Universitet 2014).

Detta beror p˚a att havsvattnets salthalt ger en h¨ogre densitet som g¨or att n¨ar salt- och s¨otvatten m¨ots s˚a l¨aggs saltvattnet under s¨otvattnet (Polgren 2008). Havsvatten har en salthalt p˚a 35 P SU (Practical Salinity Unit) vilket motsvarar 35 000 mg/l (Havs- och vattenmyndigheten 2013).

4.7 Grundvattentransport

Grundvattentransport p˚averkar hur en eventuell kontaminering av ytligt grundvatten kan f¨ororena dricksvatten. I de mellersta delarna av Sverige ligger grundvattentemperaturen p˚a cirka 6-8^◦C under hela ˚aret (Wickman 2009). S¨otvatten har som tidigare n¨amnt h¨ogst densitet vid 4^◦C vilket inneb¨ar att vatten med denna temperatur kommer l¨agga sig under b˚ade kallare och varmare vatten (Nationalencyklopedin u.˚a. E). N¨ar temperaturen sedan stiger sjunker ¨aven densiteten gradvis, det vill s¨aga att vattnet successivt blir l¨attare desto varmare det blir (Perlman 2018).

11

P˚a grund av denna egenskap kommer eventuellt o¨onskat relikt vatten att drivas upp vil- ket skulle kunna leda till f¨ororening hos det ytliga grundvattnet som Uppsala kommun anv¨ander till dricksvattenproduktion. Denna mekanism kallas f¨or naturlig konvektion (Westin 2012). Mekanismen uppst˚ar n¨ar vattnet genomg˚ar densitetsf¨or¨andringar d˚a tem- peraturen f¨or¨andras (ibid.). I detta fall kommer de varmare vattenmolekylerna att stiga och de kallare sjunka och ers¨atta de varmare (ibid.).

4.8 Grundvattenfl¨odets effekt p˚a borrh˚al

I ett examensarbete av Panteli (2018) beskrivs bland annat den effekt grundvattenfl¨odet i marken har p˚a hur v¨armen f¨ordelas kring ett borrh˚al. Rapporten innefattar bland annat simuleringar f¨or ett borrh˚al d¨ar endast kyla ska utvinnas. Vidare gjordes ¨aven simuleringar ¨over olika tidsperioder f¨or att se skillnader ¨over tid. Simuleringarna visade att ett l˚agt grundvattenfl¨ode g¨or att det tar l¨angre tid f¨or marken att uppn˚a ett nytt j¨amviktsl¨age, ¨an om det ¨ar ett st¨orre fl¨ode (Panteli 2018). Det ¨ar allts˚a sv˚arare att se hur grundvattenfl¨odet p˚averkar marken p˚a kort sikt ¨an om det unders¨oks under en l¨angre period (ibid.).

Anledningen till att det ¨ar en f¨ordel med ett fl¨odande grundvatten ¨ar att fl¨odet bidrar till att vattnet s¨anker den omgivande temperaturen runt borrh˚alet d˚a vattnet f¨or bort v¨armen (Panteli 2018). P˚a detta s¨att ackumuleras inte v¨armen runt borrh˚alet, vilket annars sker ifall utvinning av kyla sker kontinuerligt och det inte finns n˚agot grundvattenfl¨ode (ibid.). En kontinuerlig ¨okning av temperaturen kring borrh˚alet leder

¨aven till att v¨arme¨overf¨oringen mellan systemet och dess omgivning avtar p˚a grund av att gradienten minskar (ibid.). Detta leder till att systemet blir mindre effektivt (ibid.).

Slutsatsen som drogs i rapporten av Panteli (2018) var att kontinuerligt uttag av kyla, som leder till v¨armetillf¨orsel under m˚anga ˚ar, ger en stor effekt om grundvatten- fl¨odet ¨ar stort. Om grundvattenfl¨odet d¨aremot ¨ar l˚agt tar det n˚agra ˚ar innan en effekt av att v¨armen sprids kan p˚avisas (ibid.). En annan slutsats var att grundvattenfl¨odet ger en f¨orb¨attrad v¨arme¨overf¨oring i borrh˚alet j¨amf¨ort med om det inte finns n˚agot fl¨ode (ibid.). Dessutom drogs slutsatsen att ett grundvattenfl¨ode hj¨alper till att stabilisera temperaturen s˚a det uppn˚as ett j¨amviktsl¨age runt borrh˚alet och p˚a s˚a vis h˚aller temperaturgradienten konstant (ibid.).

4.9 Konsekvenser av temperaturf¨or¨andringar i grundvatten

Bergkyla liksom bergv¨arme ger upphov till lokala temperaturf¨or¨andringar i marken (Zhu et al. 2017). En annan effekt av bergkyla ¨ar att det ger upphov till en temperaturh¨ojning i marken n¨ar en varmare energib¨arare f¨ors ner i marken och kyls av (ibid.).

I Tyskland har det utf¨orts en unders¨okning om huruvida grundvattentemperatu- ren f¨or¨andras vid anv¨andning av bergv¨arme (Vienken et al. 2019). Det uppf¨ordes ett kontrollomr˚ade d¨ar 47 av 165 hush˚all anv¨ande sig av bergv¨arme (ibid.). Energibehovet som beh¨ovde uppfyllas var 506 kW och f¨or att uppfylla detta installerades 303 indivi- duella borrh˚al med en sammanlagd l¨angd p˚a 11 000 m (ibid.). I detta kontrollomr˚ade kr¨avde varje hush˚all 9,6 kW f¨or att t¨acka v¨armebehovet och ur borrh˚alen antogs att

12