Energibesparing i växthus genom integrerade säsongslager för termisk energi

Sammanfattning av slutrapport
Det slutna växthuset som koncept bygger på att det är teoretiskt möjligt att värma ett växthus med enbart solvärme – växthuset, som solfångare, tar in ett överskott av värme sommartid. För närvarande ventileras denna värme bort, och i stället krävs externt bränsle under vinterhalvåret och till en betydande kostnad för verksamheten. Genom att sluta växthuset och ta till vara överskottsvärmen sommartid, lagra den över säsong i s.k. undermarklager (borrhål), kan det externa bränslebehovet elimineras. Målet med detta projekt har varit att undersöka förutsättningarna för energibesparing i svenska växthus genom att sluta växthus och integrera lagring. Några olika designstrategier har undersökts teoretiskt och visar att man tom kan tillåta viss kontrollerad mängd ventilation för klimatisering och ändå ha tillräckligt med värme kvar till vinterns behov. Den ekonomiska potentialen är också god, i storleksordningen 5 års återbetalning av investering om olja ersätts.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Uthållig växthusodling kommer sannolikt att få allt större betydelse i framtiden, inte minst för att konsumenter världen över förväntar sig ökad tillgänglighet av grönsaker, frukt, bär och prydnadsväxter. Behovet av uthållig växthusodling kan också tänkas öka i takt med att befolkning, och behov av mat ökar. Med konceptet ”ett slutet växthus” finns en möjlighet att växthus – som egentligen kan betraktas som stora solfångare, om än inte så effektiva – kan bli nettoförsörjare av värme. Särskilt intressant är detta koncept för vårt nordiska klimat.

Växthuset, som solfångare, tar in ett överskott av värme sommartid. För närvarande ventileras denna värme bort, och i stället krävs externt bränsle (naturgas, olja, biobränsle) under vinterhalvåret och till en betydande kostnad (mer än 20% av produkternas kostnad) för verksamheten. Genom att sluta växthuset och ta till vara överskottsvärmen sommartid, lagra den över säsong i s.k. undermarklager (borrhål eller akviferer), kan det externa bränslebehovet minskas.

Det här projektet har haft som mål att undersöka om svenska växthus skulle kunna spara externt bränsle om de sluts. Först har några odlare kontaktats och intervjuvats om huruvida dom skulle se ett intresse av att minska förbrukning av olja, biobränlse. Energibesparing är alltid intressant visade den undersökningen. Därefter har ett verkligt växthus, Slottsträdgården Ulriksdal, undersökts som fallstudie. I projektet har en teoretisk beräkningsmodell tagits fram som kan förutsäga detta växthus värme-/kylbehov månad för månad och förändringar i växthusets utformning, inklusive ventilation och utrustning för luftkonditionering, kan undersökas. Genom sådana teoretiska beräkningar har detta projekt visa att värmeöverskottet sommartid kan vara upp till tre gånger så stort som växthusets värmebehov vintertid. Så potentialen för ett växthus att bli "självförsörjande" på värme är god.

Men hur mycket skulle det kosta? Det handlar om att ersätta t ex olja som bränsle för uppvärmning med en investering för att sluta växthuset: borrhålslager, värmepump för temperaturjustering, samt ett antal värmeväxlare för att få bort överskottet sommartid och tillföra värmen vintertid. I det slutna växthuset tillkommer viss kostnad för eldrivna värmepumpar. Denna studie visar då att en investering i ett slutet växthus skulle ta ca fem år att betala av.

Så ny kunskap presenteras här avseende konceptet "slutet växthus" och växthuset som självförsörjande på värme. Dock återstår en del viktiga steg i framtida studier innan vi kan tro att ett slutet växthus kan förverkligas på ett bra sätt. Dels behövs en del ytterligare ingenjörsberäkningar på utformning av utrustning, och detta måste göras i nära diskussion med odlare som kan sina grödor. Dessutom behövs konceptet slutet växthus byggas i liten skala för att funktionen ska kunna bekräftas och lärdomar för större växthus kan tas fram.