Vedvarende, bygningsintegreret varme- og køleforsyning til fremtidens resiliente byer

Dette projekt har undersøgt mulighederne for at anvende jorden som kilde til kollektiv, varme- og køleforsyning af et nyt boligområde, Rosborg Ø i Ny Rosborg i Vejle, ved anvendelse af funderingspæle med indstøbte jordvarmeslanger (energipæle). Energipælefunderede bygninger blev forbundet til et uisoleret Koldt Fjernvarmenet(CDH fremover) beliggende i ca. 1 m. dybde under terræn, som forbrugere kan koble sig på med en varmepumpe. Der er i projektet udviklet en geotermisk screeningsprocedure til bestemmelse af energipotentialet i de øverste 20 meter af undergrunden, hvorfra varme og køl indvindes. Proceduren er baseret på geofysisk kortlægning, borehulsinformation, pæleundersøgelser og laboratoriemålinger af jordens termiske egenskaber. Projektet har i tillæg udviklet en prototype af et simuleringsværktøj for CDH med tilsluttede energipælefundamenter og yderligere forbrugere. Modellen anvendes til at vurdere potentialet for energiforsyning af et mindre delområde Rosborg Ø i Ny Rosborg. På forretningssiden er der i projektet udviklet en komplet forretningsmodel for kollektiv, energipælebaseret varme- og køleforsyning med en veldefineret omkostningsstruktur, hvor de faste og variable totalomkostninger samt tilbagebetalingstid kan estimeres i specifikke projekter såsom Rosborg Ø. Sammenligningen af det geotermiske potentiale og det anslåede energibehov for de planlagte bygninger på Rosborg Ø i Ny Rosborg viser, at CDH kan dække energibehovet fuldstændigt, så længe at forholdet mellem det bebyggede og beboede areal er større end 11 %. Ny Rosborg er således velegnet til CDH baseret på energipæle, hvilket understøttes yderligere af analyse af driftsdata fra energipælefundamentet på Rosborg Gymnasium, der påviser en overkapacitet af varme- og køl. Ydermere dokumenterer projektet en gennemsnitlig virkningsgrad på 24,8 for køl i den passive køletest i sommeren 2018 på Rosborg Gymnasium, hvilket er ca. ti gange mere energieffektivt end traditionel air conditioning (AC). Analysen viser desuden, at Rosborg Gymnasium kan dække deres kølebehov med frikøling 97 % af tiden, hvor der er et kølebehov, hvorfor de variable omkostninger ved køling med energipæle er lave. Energipæle kræver en større startinvestering, men sikrer til gengæld en betydelig reduktion i de årlige omkostninger til varme og køl. Der estimeres en tilbagebetalingstid for kollektiv varme- og køleforsyning af Rosborg Ø i Ny Rosborg til 4,24 år i forhold til traditionel fjernvarme og AC. Den relativt korte tilbagebetalingstid skyldes i al væsentlighed, at de årlige omkostninger til opvarmning og komfortkøling reduceres med ca. 80 % med energipæle i forhold til traditionel fjernvarme og komfortkøling med AC. De medvirkende faktorer til denne betydelige reduktion i de variable omkostninger er de lave elpriser, den høje virkningsgrad af varmepumpen, det relativt høje effektbidrag, der pålægges ved traditionel fjernvarme samt de lave omkostninger ved passiv køling/sæsonvarmelagring. Der er i nærværende projekt udviklet en ægte vedvarende, økonomisk konkurrencedygtig varmepumpeteknologi til kollektiv forsyning af bygningsopvarmning og passiv køling/sæsonvarmelagring til den fremtidige energiforsyning
i Danmark.