Gå til hovedinnhold

SINTEF-blogg Gå til forsiden

  • Energi
  • Hav
  • Digital
  • Helse
  • Industri
  • Klima og miljø
  • Bygg
  • Samfunn
Aktuelt
  • COP29
  • EN
  • NO
Energi

Geotermisk energi kan utvinnes og lagres med pelefundamenter

Norske bygninger kan bli mer energieffektive ved å utvinne grunnvarme og lagre termisk energi i pelefundamenter.

Armering til en feltskala energipel (20 m lang og 600 mm I diameter) med kollektorsløyfer og måleinstrumenter. Foto: Rao Martand Singh / NTNU
Forfattere
Yared Bekele
Forsker
John Clauss
Forsker
Publisert: 7. okt 2020 | Sist redigert: 20. mar 2025
5 min. lesing
Kommentarer (2)

Peler brukes ofte som fundament for konstruksjoner som bygninger og broer. Energipeler kombinerer konvensjonelle pelefundamenter med utvinning av geotermisk energi.

Brukes til oppvarming, nedkjøling og energilagring

Pelefundamenter er vanligvis laget av stål eller armert betong, og er de foretrukne fundamentløsningene for store konstruksjoner som bygges på svake eller utfordrende grunnforhold.

Energipelteknologien er basert på rør med sirkulerende væske innebygd i fundamentene som er koblet til jordvarmepumper for å utveksle varme med den omkringliggende jorda. Væske som sirkulerer i rørene, drives av en jordvarmepumpe for å utvinne eller lagre energi i bakken.

Grunnvarme utvunnet via energipelefundamenter kan brukes til oppvarming og varmtvannproduksjon i bygninger. Under avkjøling kan energipeler brukes til å lagre termisk energi til senere bruk. En annen potensiell anvendelse er smelting av snø og is nær bygninger.

I tillegg til oppvarming og nedkjøling i bygninger, kan energipeler brukes til snøsmelting og tining av is på brodekker som er pelefundamentert. Også energitunneler, energistøttemurer og andre typer konstruksjonsfundamenter kan brukes til å utvinne geotermisk energi, og er dermed relevante for nullutslippsbygninger.

Implementert i internasjonale signalbygg

Bruken av energipeler blir stadig mer populær internasjonalt, og tusenvis av energipeler installeres hvert år. Teknologien ble først tatt i bruk i Østerrike på 1980-tallet, men det tok litt tid før den spredde seg til andre land. Forskning på og bruk av energipeler har i løpet av det siste tiåret økt i land som Sveits, Storbritannia og Tyskland. Noen av bygningene i Europa som bruker teknologien, er Bulgari Hotel i London, Frankfurt Main-tårnet i Tyskland og Dock Midfield Airport i Zürich.

Teknologien har også blitt populær i USA og Kina, og brukes blant annet i Shanghai-tårnet i Kina og i den nye Google-campusen som er under oppføring i San Francisco. I Norden har Finland gjennomført byggeprosjekter med energipelefundamenter.

Høy varmeproduksjon og redusert CO2-utslipp

Data fra fullførte prosjekter over hele verden viser at varmeproduksjonen fra energipeler ligger i området 40-100 W per løpemeter pel, og i noen tilfeller rapporteres så høy som 160 W/m. Varmeproduksjonen avhenger av forskjellige faktorer, som pelediametere, pelelengde, pelemateriale, grunnvannsstrømning og de termiske egenskapene til jorda[1]. Miljøfordelen med energipeler og andre varmeproduserende geokonstruksjoner ligger i å redusere utslipp. Anslått reduksjon av utslipp er 320 kg CO2 for hver produserte kW.[2]

Bidrar til energieffektivisering i norske bygninger

Omtrent 78% av energiforbruket i bygninger i Norge går til oppvarming og varmtvannproduksjon. Direkte elektrisitet er den viktigste energikilden for disse formålene, og utgjorde ca. 75% i 2017[3]. Selv om den store andelen av direkte elektrisitet produsert i Norge kommer fra fornybare kilder som vannkraft, er det behov for å øke energieffektiviteten i bygninger.

Energieffektiviseringen oppmuntres og støttes av politiske retningslinjer og insentiver. Direktiver på EU-nivå, som bygningsenergidirektivet (Energy Performance of Buildings Directve – EPBD), er implementert i norsk lovgivning.[4],[5] Slike direktiver fremmer bygningsintegrert fornybar energiproduksjon. Den nasjonale energiforskningsstrategien fra Energi21 identifiserer også energieffektive og smarte bygninger som et viktig fagområde.

Energipelefundamenter kan bidra til i) energieffektivisering i norske bygninger, ii) å redusere direkte energikostnader, og iii) å nå målene i lovverket, og dermed bidra til overgangen til et bærekraftig energisystem.

Kan kombineres med andre teknologier for utvinning av grunnvarme

Kravet til energieffektivitet i bygninger og overgangen til nullutslippsbygg, med bygningsintegrert produksjon av fornybar energi, har ført til økt bruk av for eksempel solvarme og solcellepaneler.

Energipeler er en annen teknologi for bygningsintegrert produksjon av fornybar energi fra grunnvarme. I perioder med overflødig elektrisitet eller varmeproduksjon fra andre kilder kan energipeler brukes til energilagring for senere bruk.

De vanligste metodene for utvinning av grunnvarme i Norge i dag er energibrønner og energigrøfter med bakkesløyfer. For byggeprosjekter som vurderer installasjon av jord- eller bergvarmepumper kan energipeler og tradisjonelle energibrønner ses på som komplementære teknologier. Den største fordelen med energipeler er at man kan bruke det samme anleggsutstyret som for pelefundamentering, og bruke fundamentet til oppvarming og nedkjøling av bygningen. På den måten kan man redusere enten antall energibrønner som må bores eller dybden på disse energibrønnene, noe som igjen reduserer installasjonskostnadene. Videre kan det ekstra arealet som kreves for separate geotermiske energibrønner eller energigrøfter reduseres, noe som er viktig for utnyttelse av geotermisk energi i urbane områder.

Vil forske på norske forhold

SINTEF vil, i samarbeid med NTNU, etablere et forskningsprosjekt om bruk av energipeler i Norge. Vi vil samle ulike partnere fra privat og offentlig sektor, som entreprenører, prefabrikkerte pelefundamentprodusenter, rådgivere, leverandører av geotermisk utstyr og byggherre eller eiendomsutviklere.

Formålet med prosjektet vil være å studere og tilpasse teknologien til norske klima- og grunnforhold.  Det meste av energiforbruket i norske bygninger går til oppvarming. Den langsiktige varmeproduksjonen og effektiviteten til energipeler for oppvarming er viktig for implementering av teknologien. Dessuten kreves det kunnskap om oppførselen til fundamentet på kort og lang sikt i forhold til norsk klima og grunnforhold.

[1] Sani, A. K., Singh, R. M., Amis, T., & Cavarretta, I. (2019). A review on the performance of geothermal energy pile foundation, its design process and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 106, 54-78.

[2] Di Donna, A., M. Barla and T. Amis (2017). Energy Geostructures: Analysis from research and systems installed around the World. DFI 42nd Annual Conference on Deep Foundations, New Orleans, LA, USA.

[3] https://energifaktanorge.no/en/norsk-energibruk/energibruken-i-ulike-sektorer/

[4] https://energifaktanorge.no/en/eu-lovgivning/sentrale-direktiver-pa-energiomradet/

[5] https://www.regjeringen.no/no/sub/eos-notatbasen/notatene/2016/des/revisjon-av-direktiv-om-bygningers-energiytelse/id2540198/

Kommentarer

Karin Elisabeth Jansen sier:
14. februar 2025, kl. 18:06

Synes det er merkverdig liten interesse for denne teknologien i Norge. Hvorfor?

Svar
Yared Bekele (SINTEF) sier:
17. februar 2025, kl. 13:20

Det er et godt spørsmål, og et vi har grublet mye over i arbeidet med å få teknologien realisert i Norge. Det er vanskelig å peke på én enkel årsak til den lave interessen, men det kan være flere faktorer som spiller inn. For det første er både energibrønner og fjernvarme allerede veletablerte teknologier i markedet, som kan hindre interesse i teknologien. I tillegg kan tilgjengeligheten av relativt billig direkte elektrisitet for oppvarming og nedkjøling være en annen medvirkende faktor.

Svar

Legg igjen en kommentar Avbryt svar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

Mer om Energi

Hvordan kan energikartlegging bli en gullgruve for din bedrift?

Author Image
Author Image
Author Image
3 forfattere

Er straumnettet fullt og speler Gud med terningar?

Author Image
Author Image
Author Image
3 forfattere
Et koblingsanlegg består av en rekke enkeltkomponenter installert nørt hverandre og forbundet sammen med kobber eller aluminiumsledere. Forskjellige typer komponenter (effektbrytere, sikringer, lastbryter og skillebrytere) anvendes til å endre nettet og /eller koble bort feil. Koblingsanlegg for de høyeste spenningene (145-420kV) forbinder typisk 3-10 kraftlinjer og transformatorer. I Norge finnes det i dag noen hunder koblingsanlegg på disse spenningene. Slike anlegg kan være luftisolerte eller SF6-isolerte (SF6-anlegg). Brukergruppen har registrert 159 slike anlegg blant sine medlemmer. På bildene er det eksempler på to slike SF6-anlegg, hvor alle komponenter er innelukket i gassrom. Dette gjør at SF6-anlegg tar vesentlig mindre plass enn luftisolerte anlegg og egner seg på steder med begrenset plass, typisk i byer og tettsteder.

Gassregnskap 2024

Maren Istad
Maren Istad
Forsker

Teknologi for et bedre samfunn

  • Om denne bloggen
  • Slik skriver du en forskningsblogg
  • Tema og samlinger
  • Meld deg på nyhetsbrev
  • Podcast: Smart forklart
  • Forskningsnytt: Gemini.no
  • Facebook
  • LinkedIn
  • Instagram
Gå til SINTEF.no
SINTEF logo
© 2025 Stiftelsen SINTEF
Redaktører Personvern i SINTEF Pressekontakter Nettside av Headspin