Large-scale climate neutral Energy Geostructures in District Heating & Cooling systems/networks. Funded by CETP2022, RCN Aage Stangeland.

Europas energiforbruk øker for hvert år, og bygninger står for mer enn 40% av det totale energiforbruket (Europaparlamentet, 2022). Ifølge Eurostat (2020) står innendørs oppvarming og kjøling, sammen med varmtvann, for opptil 80% av energiforbruket i boligsektoren. Med tanke på klimaendringene er det avgjørende å utvikle lokale og rimelige lavkarbonenergikilder med lav miljøpåvirkning for å kunne nå EUs klimamål for 2030, samt innfri den langsiktige strategien om å bli klimanøytrale i 2050 (2030 Climate Target Plan). Ettersom karbonavtrykket fra elektrisitet reduseres, er elektrifisering av oppvarming og kjøling gjennom bruk av høyeffektive jordvarmepumper nøkkelen til å redusere bruken av ikke-fornybar energi og bidra til reduksjon av CO2-utslipp. Imidlertid er høyere oppstartskostnader, installasjonstid og teknologiske utfordringer fortsatt betydelige barrierer for adopsjon. Til tross for det enorme potensialet, installeres geotermiske systemer i lavere hastighet enn andre fornybare kilder. Siden 1980-tallet har utviklingen av Energy GeoStructures (EGS) gjort det mulig å utnytte grunn geotermisk energi fra betongstrukturelle elementer i kontakt med bakken (f.eks. pælefundamenter, støttemurer og tunneler) ved å installere varmevekslerrør i dem. EGS er dermed tekniske underkonstruksjoner som ikke bare kan brukes som bærende elementer, men også for varmeoverføring og lagring. Prinsippet er å installere varmevekslerrør koblet til armeringsburene for disse geostrukturene. Dette gjør at den termiske energien i bakken/fjellet kan benyttes til oppvarming og kjøling, i tillegg til den mekaniske støtten konstruksjonen uansett gir. Målet med LEG-DHC-prosjektet er å fremme utviklingen av EGS i Norge og Europa for å både redusere forhåndsinvestering, samt redusere karbonavtrykket betydelig.

In the light of low-carbon sustainable city, underground structure, such as retaining wall, pile, tunnel etc., can be equipped with ground heat exchangers to harness thermal energy stored by the ground for heating and/or cooling buildings, leading to a friendly technology namely Energy Geostructures (EGS). Previous investigations over the decades have significantly advanced the technological readiness level (TRL) of some EGS (thermo-active piles) to a higher 4+ level with a number of pilot sites. Despite this well-known interest, there still remains some technical barriers on the route of the implementation and integration of EGS at a large scale as mentioned below: • The lack of visibility on positive thermal and mechanical feedback for the stakeholders • The integration of EGS into a district heating system at the regional scale • The collaborative operation and management of geothermal energy, solar and other local energy sources for a climate neutral regional community. To breakdown the aforementioned barriers, this project will aim to: - Show the global feasibility in terms of thermal efficiency and mechanical impact on existing complex infrastructure. In particular, the energy production, carbon reduction and other existing data will be analysed to demonstrate the environmental protection over previous efforts. - Provide a structured, easily accessible and clear database presenting feedback on thermomechanical behaviour, energy performance, overall efficiency, durability, etc.