Seasonal thermal energy storage is a promising solution for the decarbonization of the heating sector. It can help to overcome the mismatch between heat demand and renewable energy supply and thus reduce emissions of future thermal energy systems. This thesis investigates the techno-economic performance of borehole thermal energy storage (BTES) systems with district heating integration and optional solar collectors. A model is developed to simulate the operation of the BTES and the impact of several design parameters is investigated. For the case study of Furuset, a district of Oslo, the techno-economic performance is assessed for different operational conditions. Key performance indicators are the levelized cost of heat (LCOH), CAPEX, required heat pump size, average outlet temperatures, and emissions. The results implicate that the design parameters impact the performance of the storage system significantly. The mass flow rate within the BTES is a main factor. A mass flow rate that is too high leads to lower outlet temperatures and less heat supplied from the storage, oversizing of the heat pump and thus higher costs and emissions. When the mass flow rate is varied according to the heat demand, the system performance is the best. This case results in a required heat pump capacity of 1.9 MW, average outlet temperatures of 59 °C, CAPEX of 1.7 M€ and LCOH of 141 €/MWh. The emissions considered in this case amount 0.112 kg CO2/kWh, which is 50 % less than if the heat would be supplied by a biogas boiler.

Säsongslagring av termisk energi är en lovande lösning för att minska koldioxidutsläppen i uppvärmningssektorn. Det kan bidra till att överbrygga obalansen mellan värmebehovet och förnybar energiförsörjning och därmed minska utsläppen från framtida termiska energisystem. Denna avhandling undersöker den teknisk-ekonomiska prestandan hos system för termisk energilagring i borrhål lagringssystem (BTES) med fjärrvärmeintegration och solfångare som tillval. En modell har utvecklats för att simulera driften av BTES och effekterna av flera designparametrar undersöks. För fallstudien av Furuset, en stadsdel i Oslo, den bedöms den teknisk-ekonomiska prestandan för olika driftförhållanden. Viktiga prestandaindikatorer är den utjämnade värmekostnaden (LCOH), CAPEX, erforderlig värmepumpsstorlek, genomsnittliga utloppstemperaturer och utsläpp. Resultaten tyder på att designparametrarna har en betydande inverkan på lagringssystemets prestanda. Massflödet massflödet inom BTES är en viktig faktor. Ett för högt massflöde leder till lägre utloppstemperaturer och mindre värme från lagret, överdimensionering av värmepumpen och därmed högre kostnader och utsläpp. När massflödet varieras efter värmebehovet är systemets prestanda bäst. Detta fall resulterar en erforderlig värmepumpskapacitet på 1,9 MW, genomsnittliga utloppstemperaturer på 59 °C, CAPEX på 1,7 miljoner euro och LCOH på 141 €/MWh. De utsläpp som beaktas i detta all uppgår till 0,112 kg CO2/kWh, vilket är 50 % mindre än om värmen skulle levereras av en biogaspanna.