Termisk responstest – ett resultat av 1990-talets forskning

Signhild Gehlin, vd på Svenskt Geoenergicentrum, var med och forskade fram mätmetoden termisk responstest på 1990-talet. FOTO: ANDRÉ DE LOISTED

Termisk responstest är i dag en konventionell och vanlig metod för att mäta hur bra ett borrhål kommer att prestera på en viss plats inför en energiborrning. Men det har inte alltid varit så. Signhild Gehlin och Jeff Spitler utvecklade var och en på sitt håll metoden i sina forskningsprojekt på mitten av 1990-talet.

Genom att skicka ned en värmepuls i ett borrhål kan man mäta hur marken svarar, det vill säga hur snabbt värme leds till och från borrhålet i det omgivande berget och hur det påverkar temperaturen i borrhålet. Det är värdefull information som ligger till grund för att kunna dimensionera en geoenergianläggning rätt i förhållande till just den plats där borrhålslagret är tänkt.

Signhild Gehlin, vd på SvensktGeoenergicentrum, utvecklade testmetod, analys och validering utifrånresultaten av termiska responstester somhon gjorde med en mobil, egenutveckladutrustning under hennes examensarbete och doktorandstudier vid Luleåtekniska universitet. Samtidigt gjordeprofessor Jeff Spitler samma sak vidOklahoma State University i USA. JeffSpitlers forskningsgrupp var först medatt mäta, hösten 1995 – Signhild Gehlinoch hennes studiekamrat Catarina Eklöfvar först med att publicera resultat, 1996.Båda forskningsgrupperna var ovetandeom varandras forskning. Men de utgickfrån samma idé om en mobil utrustningför termisk responstest som presenteratsav den svenske ingenjören Palne Mogensen i en kort vetenskaplig publikationredan 1983.

Det som var revolutionerande för branschen i bådas forskning var inte tekniken i sig. Termiska responstester hade man gjort tidigare i färdiga borrhålslager genom att installera permanent test- och mätutrustning i borrhålen. Det som förändrade allt var att de utvecklade en enkel mobil test- och mätutrustning med anpassade analysmetoder, så att man kan göra responstesterna i ett provborrhål innan borrhålslagret är färdigborrat och hela geoenergianläggningen på plats.

– Det man kunde göra tidigare var att konstatera slutresultatet. Med mobila utrustningar kan man dra slutsatser om berggrunden utifrån data från ett borrhål och använda värdena för att justera dimensioneringen innan man borrar vidare, säger Signhild Gehlin och tillägger:

– Därefter kan testhålet dessutom användas i drift, vilket gör att extrakostnaden för mätningen blir liten.

Termisk responstest är inte meningsfullt vid små anläggningar med enstaka borrhål. Det är vid större anläggningar med åtta borrhål eller fler som testerna är värdefulla.

– Termisk responstest gör det möjligt att få fram det faktiska värdet för berget på just den aktuella platsen, istället för att förlita sig på standardvärden. Vid cirka 50 borrhål bör man göra ytterligare en termisk responstest, vid 100 en tredje och så vidare. Det kan finnas variationer i berget som ändrar förutsättningarna i takt med att den geografiska ytan blir större.

Signhild Gehlin tycker att det kan vara en god idé för borrföretag som regelbundet borrar anläggningar med åtta eller fler borrhål att skaffa en egen utrustning för termisk responstest.

– Utrustningen är relativt enkel att bygga, bara den uppfyller de krav som ställs i de riktlinjer som Svenskt Geoenergicentrum har tagit fram. Det är viktigt att ha koll på hur utrustningen är konstruerad och hur man mäter, analyserar och redovisar resultaten på ett korrekt och tillförlitligt sätt, förklarar Signhild Gehlin.

Utrustningen består i sitt enklaste utförande av en elektrisk värmare, en cirkulationspump, flödesmätare, temperaturgivare, ventiler för avstängning samt en enhet för datainsamling. Under 2000-talet har även andra metoder utvecklats, exempelvis optiska fibrer som gör det möjligt att mäta temperaturen längs hela borrhålsdjupet.

– Det kan vara intressant för forskning. Men ur ett kommersiellt perspektiv räcker det i de flesta fall bra med en vanlig termisk responstest, menar Signhild Gehlin.

Under en period i början av 00-talet var flera svenska forskare involverade i forskning och utveckling av termisk responstest vid Luleå tekniska universitet, KTH och Chalmers. Men i dag bedrivs ingen omfattande forskning kring termisk responstest i Sverige. Mätmetoden används däremot i betydande omfattning både kommersiellt och i forskningsprojekt. Internationellt pågår forskning om termisk responstest, bland annat om hur man kan säkerställa funktion och mätkvalitet hos mobila TRT-utrustningar på ett standardiserat sätt.

– Som användare ska du kunna vara säker på att utrustningen mäter det den ska och att du får samma resultat oavsett vilken utrustning du använder, säger Signhild Gehlin.

TEXT: LARS WIRTÉN